Температурні перетворювачі. Термістори
Мал. 14. Характеристики залежності опору деяких металів від температури:
1 - нікель; 2 - вольфрам; 3 - мідь; 4 - платина
Опір іноді також змінюється при коливанні температури. Для металу ця зміна має лінійну залежність
R = Ro(1+ aT)
де Rо - опір при температурі 0 °С; Т - температура, °С; a - температурний коефіцієнт опору.
Типові залежності опору деяких металів від температури показані на мал. 14. Вони свідчать про високу міру лінійності зв'язку між опором і температурою. Для створення температурних вимірювальних перетворювачів такого типу зазвичай використовується дріт з платини.
Термістори
Інша основна група чутливих до температури перетворювачів, використовуваних в термометричних приладах, відома під назвою термістори. Вони мають дуже нелінійну характеристику, проте можуть бути ефективно використані в системах для виміру температури. Опір термістора визначається наступним вираженням:
Rt = Aexp(B/T)
де Rt - опір; А - постійна, значення якої для різних матеріалів по-різному; У - характеристична температура приладу; Т - температура, К.
Мал. 15. Залежність опору типового термістора від температури:
Типова характеристика термістора представлена на мал. 2.15. Зіставлення характеристик резистивних перетворювачів (мал. 2.14) з характеристиками термістора дозволяє зробити висновки про те, що останні :
1) є крутішими, тобто температурний коефіцієнт опору у них істотно більший, ніж в металах, принаймні в основній частині кривої;
2) падають із збільшенням температури, тобто температурний коефіцієнт опору у них негативний.
Термисторные перетворювачі з негативним температурним коефіцієнтом опору відомі більше як NTC -термисторы. Необхідно помітити, що існують і термістори з позитивним коефіцієнтом опори, які позначаються як РТС-термисторы. Останні частіше застосовують не для виміру температури, а, скажемо, для попередження перегрівання.
Інший і зручнішою формулою для опису характеристики термістора у разі, коли відомий його опір R1 при деякій температурі T1, являється вираження
R = R1expB( 1/T - 1/T1)
яке виходить шляхом підстановки в раніше приведену формулу наступного очевидного співвідношення :
R1 = Aexp(B/T1)
Термістори істотно менше по габаритах, ніж металеві резистивні перетворювачі, і тому вони швидше реагують на зміну температури. З іншого боку, невеликі розміри термісторів призводять до того, що для їх самонагрева вимагається невеликий струм. Отже, можна вважати, що струм впливає на точність вимірів.