Resistenze termiche e loro utilizzo

Quando scorre una corrente elettrica, si genera calore nel filo. Parte di questo calore va a riscaldare il filo stessol'altra parte viene rilasciata nell'ambiente per convezione, conduzione del calore (conduttori e vettori) ed irraggiamento.

In un equilibrio termico stabile, la temperatura e, di conseguenza, la resistenza del conduttore dipendono sia dall'entità della corrente nel conduttore sia dalle cause che influenzano il trasferimento di calore nell'ambiente. Questi motivi includono: la configurazione e le dimensioni del filo e dei raccordi, la temperatura del filo e del mezzo, la velocità del mezzo, la sua composizione, densità, ecc.

La dipendenza della resistenza del conduttore dalla temperatura, la velocità di movimento dell'ambiente, la sua densità e composizione possono essere utilizzate per misurare queste quantità non elettriche misurando la resistenza del conduttore.

Il conduttore destinato allo scopo specificato è un trasduttore di misura ed è chiamato resistenza termica.

Per utilizzare con successo la resistenza termica per misurare grandezze non elettriche, è necessario creare condizioni in cui la grandezza non elettrica misurata abbia la maggiore influenza sui valori di resistenza termica, mentre altre grandezze, al contrario, non lo farebbero, se possibile, incidere sulla sua sostenibilità.

Quando si utilizza la resistenza termica, si dovrebbe mirare a ridurre il trasferimento di calore per conduzione e irraggiamento del filo.

Con una lunghezza del filo notevolmente superiore al suo diametro, il rinculo attraverso la conducibilità termica del filo può essere trascurato se la differenza di temperatura tra il filo e il mezzo non supera i 100 ° C. Se i ritorni di calore indicati non possono essere trascurati, vengono presi in considerazione nella calibrazione .

I dispositivi di resistenza termica per misurare la velocità del flusso di gas (aria) sono chiamati anemometri a filo caldo.

La resistenza termica è un filo sottile la cui lunghezza è 500 volte il diametro.

Se posizioniamo questa resistenza in un mezzo gassoso (aria) a temperatura costante e facciamo passare una corrente costante attraverso di esso, allora, supponendo che il calore venga rilasciato solo per convezione, otteniamo la dipendenza della temperatura, e quindi l'entità della resistenza termica , sulla velocità di movimento del flusso di gas (aria)...

Gli strumenti sono chiamati per misurare le temperature, dove i trasferimenti termici sono usati come trasduttori termometri a resistenza… Sono utilizzati per misurare temperature fino a 500 °C.

In questo caso, la temperatura RTD dovrebbe essere determinata dalla temperatura del mezzo misurato e non dovrebbe dipendere dalla corrente nel trasduttore.

La resistenza al calore dovrebbe eliminare i materiali con alto coefficiente di temperatura della resistenza.

Il platino più comunemente usato (fino a 500 ° C), rame (fino a 150 ° C) e nichel (fino a 300 ° C).

Per il platino, la dipendenza della resistenza dalla temperatura nell'intervallo 0 — 500 ° C può essere espressa dall'equazione rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / grado, dove αn = 3,94 x 10-3 1 / grado , βn = -5.8 x 10-7 1 / deg

Per il rame, la dipendenza della resistenza dalla temperatura entro 150 ° C può essere espressa come rt = ro NS (1 + αmT), dove αm = 0,00428 1 / deg.

La dipendenza della resistenza del nichel dalla temperatura è determinata sperimentalmente per ogni marca di nichel, poiché il suo coefficiente di resistenza alla temperatura può avere valori diversi e, inoltre, la dipendenza della resistenza del nichel dalla temperatura non è lineare.

Pertanto, dall'entità della resistenza del convertitore, è possibile determinare la sua temperatura e, di conseguenza, la temperatura dell'ambiente in cui si trova la resistenza termica.

La resistenza termica nelle termoresistenze è un filo avvolto su un telaio in plastica o mica, posto in un involucro protettivo, le cui dimensioni e configurazione dipendono dallo scopo della termoresistenza.

Qualsiasi termometro a resistenza può essere utilizzato per misurare la resistenza.

per misurare le temperature, utilizzare anche resistenze a semiconduttore bulk con un coefficiente di resistenza alla temperatura circa 10 volte superiore a quello dei metalli (-0,03 — -0,05)1/grandine.

La resistenza al calore dei semiconduttori (tipo MMT) prodotti da Ivay è prodotta con metodi ceramici da vari ossidi (ZnO, MnO) e composti di zolfo (Ag2S).Hanno una resistenza di 1000 — 20.000 ohm e possono essere utilizzati per misurare temperature da -100 a + 120 ° C.