ความต้านทานความร้อนและการใช้งาน

เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหล จะเกิดความร้อนขึ้นในสายไฟ บางส่วนของความร้อนนี้ไปที่ ให้ความร้อนแก่ลวดเองส่วนอีกส่วนหนึ่งถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยการพาความร้อน การนำความร้อน (ตัวนำและพาหะ) และการแผ่รังสี

ในสภาวะสมดุลทางความร้อนที่เสถียร อุณหภูมิและความต้านทานของตัวนำจะขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสในตัวนำและสาเหตุที่ส่งผลต่อการถ่ายเทความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม เหตุผลเหล่านี้รวมถึง: การกำหนดค่าและขนาดของเส้นลวดและอุปกรณ์ อุณหภูมิของเส้นลวดและตัวกลาง ความเร็วของตัวกลาง ส่วนประกอบ ความหนาแน่น ฯลฯ

การพึ่งพาความต้านทานของตัวนำกับอุณหภูมิ ความเร็วของการเคลื่อนที่ของสิ่งแวดล้อม ความหนาแน่น และองค์ประกอบของมันสามารถใช้วัดปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้าเหล่านี้ได้โดยการวัดความต้านทานของตัวนำ

ตัวนำที่มีไว้สำหรับวัตถุประสงค์ที่ระบุคือทรานสดิวเซอร์การวัดและเรียกว่าการต้านทานความร้อน

เพื่อให้ประสบความสำเร็จในการใช้ความต้านทานความร้อนในการวัดปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้า จำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขที่ปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้าที่วัดได้จะมีอิทธิพลมากที่สุดต่อค่าความต้านทานความร้อน ในขณะที่ปริมาณอื่นๆ จะไม่เป็นเช่นนั้น ในทางกลับกัน ถ้า เป็นไปได้ส่งผลกระทบต่อความยั่งยืน

เมื่อใช้การต้านทานความร้อน ควรมุ่งลดการถ่ายเทความร้อนโดยการนำลวดและการแผ่รังสี

ด้วยความยาวของเส้นลวดเกินเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างมีนัยสำคัญ การหดตัวผ่านค่าการนำความร้อนของเส้นลวดจึงถูกละเลยได้หากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเส้นลวดกับตัวกลางไม่เกิน 100 ° C หากไม่สามารถละเลยการคืนความร้อนที่ระบุได้ มาพิจารณาในการสอบเทียบ

อุปกรณ์ต้านทานความร้อนสำหรับวัดความเร็วการไหลของก๊าซ (อากาศ) เรียกว่า เครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อน

ตัวต้านทานความร้อนเป็นลวดเส้นเล็กที่มีความยาว 500 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง

ถ้าเราวางความต้านทานนี้ในตัวกลางที่เป็นแก๊ส (อากาศ) ที่มีอุณหภูมิคงที่และผ่านกระแสคงที่ผ่านมัน สมมติว่าความร้อนถูกปล่อยออกมาโดยการพาความร้อนเท่านั้น เราจะได้ค่าการขึ้นต่อกันของอุณหภูมิ และด้วยเหตุนี้ขนาดของความต้านทานความร้อน , ความเร็วการเคลื่อนที่ของการไหลของก๊าซ (อากาศ)...

เครื่องมือถูกเรียกสำหรับการวัดอุณหภูมิ ซึ่งใช้การถ่ายเทความร้อนเป็นทรานสดิวเซอร์ เครื่องวัดอุณหภูมิความต้านทาน… ใช้วัดอุณหภูมิได้สูงถึง 500 °C

ในกรณีนี้ อุณหภูมิ RTD ควรถูกกำหนดโดยอุณหภูมิของตัวกลางที่วัดได้ และไม่ควรขึ้นอยู่กับกระแสในทรานสดิวเซอร์

การทนความร้อนควรกำจัดวัสดุที่มีค่าสูง ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน.

แพลทินัมที่ใช้บ่อยที่สุด (สูงถึง 500 ° C), ทองแดง (สูงถึง 150 ° C) และนิกเกิล (สูงถึง 300 ° C)

สำหรับแพลทินัม การขึ้นอยู่กับความต้านทานต่ออุณหภูมิในช่วง 0 — 500 ° C สามารถแสดงได้ด้วยสมการ rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / องศา โดยที่ αn = 3.94 x 10-3 1 / องศา , βn = -5.8 x 10-7 1 / องศา

สำหรับทองแดง การพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิภายใน 150 ° C สามารถแสดงเป็น rt = ro NS (1 + αmT) โดยที่ αm = 0.00428 1 / องศา

การพึ่งพาการต้านทานของนิกเกิลต่ออุณหภูมิถูกกำหนดโดยการทดลองสำหรับนิกเกิลแต่ละยี่ห้อ เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การต้านทานต่ออุณหภูมิอาจมีค่าต่างกัน นอกจากนี้ การพึ่งพาการต้านทานของนิกเกิลต่ออุณหภูมินั้นไม่เป็นเชิงเส้น

ดังนั้นด้วยขนาดของความต้านทานของตัวแปลงจึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดอุณหภูมิและตามอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมที่มีความต้านทานความร้อนอยู่

ความต้านทานความร้อนในเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทานคือการพันลวดบนโครงที่ทำจากพลาสติกหรือไมกา ซึ่งวางอยู่ในเกราะป้องกัน ขนาดและการกำหนดค่าจะขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน

เทอร์โมมิเตอร์วัดความต้านทานใด ๆ ก็สามารถใช้วัดความต้านทานได้

ในการวัดอุณหภูมิ ยังใช้ความต้านทานของสารกึ่งตัวนำจำนวนมากที่มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิมากกว่าโลหะประมาณ 10 เท่า (-0.03 — -0.05)1/ลูกเห็บ

สารกึ่งตัวนำทนความร้อน (ชนิด MMT) ที่ผลิตโดย Ivay ผลิตด้วยวิธีเซรามิกจากออกไซด์ต่างๆ (ZnO, MnO) และสารประกอบกำมะถัน (Ag2S)มีความต้านทาน 1,000 — 20,000 โอห์ม และสามารถใช้วัดอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -100 ก่อน + 120 °C