Tepelné odpory a jejich použití

Když protéká elektrický proud, v drátu se vytváří teplo. Část tohoto tepla jde do ohřev samotného drátudruhá část se uvolňuje do prostředí konvekcí, vedením tepla (vodiče a nosiče) a sáláním.

Ve stabilní tepelné rovnováze závisí teplota a podle toho i odpor vodiče jak na velikosti proudu ve vodiči, tak na příčinách, které ovlivňují přenos tepla do okolí. Mezi tyto důvody patří: konfigurace a rozměry drátu a tvarovek, teplota drátu a média, rychlost média, jeho složení, hustota atd.

Závislost odporu vodiče na teplotě, rychlosti pohybu prostředí, jeho hustotě a složení lze využít k měření těchto neelektrických veličin měřením odporu vodiče.

Vodič určený pro stanovený účel je měřicí převodník a nazývá se tepelný odpor.

Pro úspěšné využití tepelného odporu k měření neelektrických veličin je nutné vytvořit podmínky, ve kterých má měřená neelektrická veličina největší vliv na hodnoty tepelného odporu, zatímco ostatní veličiny by naopak neměly, pokud možné ovlivnit jeho udržitelnost.

Při použití tepelného odporu by se mělo usilovat o snížení přenosu tepla vedením drátu a sáláním.

U délky drátu výrazně převyšující jeho průměr lze zpětný ráz přes tepelnou vodivost drátu zanedbat, pokud rozdíl teplot mezi drátem a médiem nepřesáhne 100 °C. Pokud nelze zanedbat indikované tepelné návraty, berou se vzít v úvahu při kalibraci.

Tepelně odporová zařízení pro měření rychlosti proudění plynu (vzduchu) se nazývají horkovodičové anemometry.

Tepelný odpor je tenký drát, jehož délka je 500násobek průměru.

Umístíme-li tento odpor do plynného (vzduchového) prostředí o konstantní teplotě a propustíme-li jím konstantní proud, pak za předpokladu, že se teplo uvolňuje pouze prouděním, získáme závislost teploty, a tedy i velikosti tepelného odporu. , na rychlosti pohybu proudu plynu (vzduchu)...

Pro měření teplot se používají přístroje, kde se jako převodníky používají tepelné přenosy odporové teploměry… Používají se k měření teplot do 500 °C.

V tomto případě by teplota RTD měla být určena teplotou měřeného média a neměla by záviset na proudu v převodníku.

Tepelná odolnost by se měla zbavit materiálů s vysokou teplotní koeficient odporu.

Nejčastěji se používá platina (do 500 °C), měď (do 150 °C) a nikl (do 300 °C).

Pro platinu lze závislost odporu na teplotě v rozmezí 0 — 500 °C vyjádřit rovnicí rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / stupeň, kde αn = 3,94 x 10-3 1 / stupeň βn = -5,8 x 10-7 1/deg

Pro měď lze závislost odporu na teplotě do 150 °C vyjádřit jako rt = ro NS (1 + αmT), kde αm = 0,00428 1 / st.

Závislost odporu niklu na teplotě se určuje experimentálně pro každou značku niklu, jelikož její teplotní koeficient odporu může mít různé hodnoty a navíc závislost odporu niklu na teplotě je nelineární.

Velikostí odporu měniče lze tedy určit jeho teplotu a podle toho i teplotu prostředí, ve kterém se tepelný odpor nachází.

Tepelný odpor u odporových teploměrů je drát navinutý na rámu z plastu nebo slídy, umístěný v ochranném plášti, jehož rozměry a konfigurace závisí na účelu odporového teploměru.

K měření odporu lze použít jakýkoli odporový teploměr.

k měření teplot použijte také objemové polovodičové odpory s teplotním koeficientem odporu asi 10krát větším než u kovů (-0,03 — -0,05)1/kroupa.

Polovodičové žáruvzdorné (typ MMT) vyráběné firmou Ivay jsou vyráběny keramickými metodami z různých oxidů (ZnO, MnO) a sloučenin síry (Ag2S).Mají odpor 1000 — 20 000 ohmů a lze je použít pro měření teplot od -100 do + 120 °C.