Ultimate magazine theme for WordPress.

Полупроводниковые манометры сопротивления

0

Полупроводниковые манометры сопротивления

Зависимость сопротивления термистора от температуры выражается формулой:

Постоянная материала В определяет величину а.

На рис. 3. 9 показана типовая зависимость сопротивления термистора от температуры, а на рис. 3. 10 — вольт-амперные характеристики термистора при различных давлениях. В области давлений, где теплопередача через газ зависит от величины давления, коэффициент теплоотдачи термистора изменяется, а его вольт-амперные характеристики для различных давлений образуют семейство кривых. На рис. 3. 10 показаны такие кривые, полученные для термистора в виде бусинки диаметром 0,5 мм, помещенной в стеклянную оболочку 26.

В тепловых манометрах сопротивления в качестве нагреваемого элемента могут быть применены нити из полупроводниковых материалов (термисторы). Температурный коэффициент сопротивления материала нити а = имеет в этом случае отрицательный знак, а его абсолютное значение примерно в 10 раз больше, чем у чистых металлов.

Соотношение между напряжением и током в термисторах не подчиняется закону Ома, кроме случая очень малых токов, когда выделяющееся тепло еще не вызывает заметного разогрева термистора.

где А и В — постоянные, определяемые материалом термистора;

Т — температура термистора в °К-

Из формулы (3. 26) можно найти значение температурного коэффициента сопротивления термистора а




Температура Т0, соответствующая максимальному напряжению на рис. 3. 10, может быть найдена из следующего выражения:

(3. 28)

Компенсацию изменения температуры баллона Тб в термисторных манометрах можно осуществлять двумя способами.

Рабочий ток 1Р удобно, как будет показано ниже, выбирать справа от максимума кривых. Из выражения (3. 28) можно получить, что максимум кривых существует всегда, когда В /> 4Тв. Выполнение этого неравенства является условием правильного выбора материала нити манометра. Увеличение температурного коэффициента сопротивлеплечо моста включается аналогичный преобразователь, откачанный до высокого вакуума. При втором способе используется линейный участок вольт-амперной характеристики термистора, не зависящий от давления. Рабочий ток компенсационного преобразователя следует выбрать слева от максимума (ток 1К на рис. 3. 10), а рабочего преобразователя — справа (ток 7Р) таким образом, чтобы напряжения на нитях обоих преобразователей были одинаковы.

Как видно из рис. 3. 9, преобразователи при этом будут иметь различные температуры и сопротивления Тр, Rp и Тк, RK для рабочего и компенсационного преобразователей соответственно.

Компенсации изменения температуры баллона можно добиться, выбрав оба преобразователя с одинаковыми значениями а. Однако если компенсационный и рабочий преобразователи имеют термисторы из одного материала, то температурный коэффициент сопротивления компенсационного преобразователя ак будет связан с ар рабочего манометрического преобразователя следующим.

В качестве простейшего манометрического преобразователя сопротивления может быть использована обычная лампа накаливания. Нить в лампе накаливания закрепляется при помощи крючков. Тепловой контакт нити с крючками может изменяться в процессе работы прибора, что приводит к нестабильности показаний такого манометра. В связи с этим применяются специальные конструкции, в которых имеется жестко натянутая нить, обеспечивающая получение более стабильных характеристик. В некоторых конструкциях для увеличения длины нити она изготовляется в виде спирали. Исследования манометров со спиральными нитями 27 показали, что при шаге спирали более 10 диаметров нити градуировочные кривые таких манометров аналогичны градуировочным кривым манометров с прямой нитью той же длины. При небольшом шаге спирали, близком к диаметру нити, спираль имеет такие же характеристики, как нить с диаметром, равным диаметру спирали.

Материалом нити могут служить платина, вольфрам, молибден, тантал, никель. Более стабильные во времени характеристики дает платина. В некоторых манометрах нити покрывают кварцем, что значительно улучшает стабильность их характеристик.

Leave A Reply