набули поширення в лабораторній і виробничій практиці завдяки високій чутливості, простоті, міцності, транспортабельності та можливості використання без додаткового підсилювача. Оскільки опір напівпровідникових термометрів лежить в інтервалі від 1 кОм до 1 МОм, то можна знехтувати зміною опору клем і сполучних проводів. Чутливі елементи напівпровідникових термометрів складаються головним чином із сумішей оксидів металів, які при високій температурі сплавляються у формі маленьких пластинок, стерженьков або кульок. Завдяки малим розмірам забезпечуються гарні динамічні властивості таких термометрів.
Для вимірювання опору термометрів використовуються автоматичні мости і логометри, що живляться постійним, а іноді і змінним струмом. На рис. 38 показана схема вимірювального ланцюга металевого термометра опору з трехпроводной лінією зв'язку. Три плеча моста складають манганінові резистори R1, R2 і R3. Четверте плече складається з перетворювача термометра RК і підгінних резисторів (на схемі не показаних). Послідовне з'єднання кожного з підвідних проводів відповідно з резисторами R1і R3 дозволяє автоматично компенсувати вплив коливань їх температури на результат вимірювання. Показання логометра, рамки якого 1 і 2 підключені до двох точках моста безпосередньо і до однієї через резистор R4, пропорційні зміні опору первинного перетворювача температури RK.
Похибка металевих термометрів опору в залежності від виконання становить від ± 0,5% до ± 3%, а у полупроводнікових0,5%. За рахунок спеціального відбору та індивідуального градуювання можна знизити похибку напівпровідникових термометрів опору до ± 0,01 ° С. Принцип дії термоелектричного термометра (термопари) заснований на термоелектричному явищі, в результаті якого в ланцюзі, що складається з двох різнорідних провідників, виникає термоЕРС, залежна від темп?? ратури в місцях з'єднань цих провідників. Для вимірювання температури одне із з'єднань різнорідних провідників (робочі кінці) поміщають в середу, температуру якої вимірюють, а температура іншого з'єднання (вільних кінців) відома. ТермоЕРС термоелектричного термометра не зміниться, якщо в його ланцюг буде включений третій провідник або вимірювальний прилад і температура місць його з'єднання буде однаковою.
Вільні кінці термоелектричного термометра потрібно розташовувати в місці, зручному для стабілізації або вимірювання температури. Для цього застосовують удлиняющие (компенсаційні) дроти, які приєднують до термоелектрода.
Залежність між термоЕРС і різницею температур робочих і вільних кінців в загальному випадку є нелінійною і може бути апроксимована рівнянням третього ступеня. Якщо звузити діапазон вимірюваних температур, то характеристики багатьох термопар можуть бути лінеалізіровани без великих збитків для точності вимірювань.
Залежність термоЕРС від вимірюваної температури для найбільш уживаних пар матеріалів, характеристики яких наведені в таблиці 2, показана на малюнку 3 (температура вільних кінців 0 ° С).
Якщо контрольна температура вільних кінців відрізняється від нуля і підтримується рівної, наприклад 20 ° С, то в заміряне значення термоЕРС. слід внести поправку, яка відповідає відхиленню контрольної температури t про від 0 ° С. Позитивним вважається той електрод, від якого йде струм до спаю термопари при t gt; t 0 .При позначенні термопари на першому місці вказується матеріал позитивного електрода. Крім зазначених у таблиці 2, застосовуються також железоконстантановие (діапазон вимірювання від 250 до +700 ° С) і медьконстантановие (від 250до +400 ° С) термоелектричні перетворювачі.
Таблиця 2 - Характеристики термоелектричних перетворювачів
Тип преобразователяМатеріал термоелектродаТермоелектродиДіапазон вимірюваних температур (довгостроково), ° СПредел кратковрем. застосування, ° СПолож.Отріц.ТПППлатінородій10% Rh; 100% Pt0 - 13001 600платіна90% PtТХАХромель- алюмельХромельАлюмель - 50) ... 1 000300ТХКХромель-копельХромельКопель (- 50) ... 600800
Малюнок 3 - Характеристика найбільш уживаних термоелектричних перетворювачів:
. хромель-копель;
. залізо-константан;
. хромель-алюмель;
. платинородій-платина
Похибка вимірювання температури становить від 0,25% для перетворювачів типу ТПП і до 0,8% для ТХА.
Крім стандартних термоелектричних термометрів, в лабораторній практиці і при дослідженнях знаходять застосування і нестандартні. Але всі нестандартні засоби вимірювання температур вимагають індивідуального градуювання.
На малюнку 4 наведена схема вимірювання температури в зоні різання за допомогою так званої однорезцовой і дворізцевій природної термопари.
