В прошлой статье мы разобрались с работой измерительного моста, заменили один резистор на термометр сопротивления и ....
Вот сейчас и продолжаем - что же такое термометр сопротивления? Кому и как он "сопротивляется"? От чего это зависит и как это использовать?
Любой элемент таблицы Менделеева электрически нейтрален, т.е количество электронов вокруг ядра атома и количество протонов в ядре одинаково - азбучная истина, известная со школы.
Тогда откуда же берется электрический ток, который, как известно из той же школы, есть направленное движение зарядов?
Атомы расположены в узлах кристаллической решетки:
Электроны в атоме связаны с ядром по разному:
- "держатся " за ядро крепко, не оторвать - это диэлектрик (стекло, пластмасса..)
- "держатся " за ядро средненько - это полупроводник (кремний, германий...)
- вообще не "держатся" за ядро - это проводник (медь, алюминий, золото...)
Более того, в металлах электроны создают т.н. "электронное облако"
Они не привязаны к конкретному ядру, и могут свободно перемещаться в кристаллической решетке.
Поэтому как только возникает или магнитное поле, или напряжение на концах проводника - электроны начинают двигаться. Появляется электрический ток.
Хорошо, хорошо, но где температура??
Сейчас будет температура...
Атомы в узлах кристаллической решетки не неподвижны, на их состояние влияет температура: чем она выше,тем больше амплитуда колебания атомов в узлах решетки. При определенной температуре кристаллическая решетка вообще разрушается, начинается процесс плавления. (У воды это 0 град С, у меди 1083 град С)
И " шатание" атомов в кристаллической решетке затрудняет движение электронов - повышается электрическое сопротивление проводника.
Эх, обещал я обойтись без математики - не получается.
Вот зависимость сопротивления проводника от температуры :
Rt=R0(1+ αt)
R0 - сопротивление при нуле по Цельсию.
Rt - сопротивление при температуре t.
Обратите внимание на точку -273 С - это т.н. абсолютный нуль. (Нам он сейчас не нужен).
Каждый металл имеет свою характеристику. И в первом приближении - это прямая. А прямую можно охарактеризовать коэффициентом:
И это очень важный коэффициент - при расчете САР будем пользоваться им обязательно!
НО: Сопротивление меняется очень мало, например стандартный термометр сопротивления имеет коэффициент порядка 0,18 Ом/ град С .
Посчитайте: если при 100 град Rt=64 Ом, то при нагреве на 10 град получим всего 65,8 Ом
"Поймать" такое незначительное изменение сопротивления сложно. Вот тут нам поможет та самая мостовая схема.
В следующий раз вернемся с мостовой схеме
А пока фото термометра сопротивления.
Успехов!