Какое устройство у электронного термометра?







+5 +/-

На каком принципе электронный термометр измеряет температуру? Термопара с усилителем или другой принцип?

Профиль пользователя Arrah Спросил: Arrah  (рейтинг 9028) Категория: наука и техника

Ответов: 4

2 +/-
Лучший ответ

Это сильно зависит от назначения термометра и от диапазона измеряемых температур.

Для медицинского термометра чаще всего применяют полупроводниковые датчики температуры - это могут быть терморезисторы или транзисторы.

Для полупроводникового терморезистора сопротивление обычно падает с температурой, причём температурный коэффициент сопротивление у них заметно больше (по абсолютной величине), чем ТКР для металлов, поэтому у них выше чувствительность. Недостаток таких датчиков - нелинейная зависимость сопротивления от температуры и необходимость индивидуальной калибровки каждого датчика (впрочем, эта калибровка часто делается непосредственно в процессе изготовления компонента, лазерной подгонкой).

Для транзисторного датчика температуры может использоваться линейная температурная зависимость коэффициента усиления по току. Если в базу транзистора, включённого по схеме с ОЭ, подать фиксированный ток, то ток коллектора будет прямо пропорционален абсолютной температуре. То есть такой датчик оказывается линейным, хотя необходимость калибровки остаётся. Но чаще всего используется не один транзистор, а два, включённых по схеме токового зеркала. Если площадь транзисторов разная, то при фиксированном токе одного из них (который включён диодом, с замкнутым на базу коллектором) ток второго тоже пропорционален абсолютной температуре.

Температурная зависимость прямого напряжения на диоде в термодатчиках используется сравнительно редко.

Для прочих термометров, не медицинских, используются разные физические эффекты, в том числе и термопары. Такие датчики выпускаются и в интегральном исполнении, где термопара и усилитель сигнала заключены в общий корпус. Особенность датчика на термопаре в том, что он измеряет не абсолютное значение температуры, а разность температур между холодным и горячем спаями.

Все полупроводниковые датчики работают в ограниченном температурном диапазоне. Для кремния это не выше 125 градусов (для датчиков промышленного и гражданского назначения - не выше 70градусов). Для измерения более высоких температур чаще всего используются платиновые терморезисторы. Это стандартные элементы, с сопротивлением при 0 град., равным чаще всего 100, 1000 или 2000 ом (они так и называются - Pt100, Pt1000 и т. д.). Для химически чистой платины сопротивление в диапазоне температур от -200 до +1000 градусов хорошо известно, на каждый такой терморезистор есть стандарнтная таблица - сопротивление от температуры. Так что измерение температуры таким стандартизированным датчиком свобится к измерению его сопротивления и пересчёте измеренного значения в температуру.

Ответил на вопрос: Etamin   
1 +/-

Есть несколько основных принципов построения:

  1. Термопары. На спае двух различных металлов возникает разность потенциалов, зависящая от температуры. Достоинство: воспроизводимость, нет необходимости питания датчика. Недостаток - малая величина термоЭДС (микровольты).
  2. Металлические терморезисторы. Сопротивление металлов растёт с ростом температуры. Достоинство: Высокая чувствительность (до 1% на градус). Недостаток: слабая воспроизводимость (зависимость от геометрических размеров).
  3. Полупроводниковые терморезисторы. Сопротивление полупроводников падает с ростом температуры. Достоинство: Очень высокая чувствительность, отрицательные ТКС. Недостаток: слабая воспроизводимость (зависимость от геометрических размеров).
  4. P-n переходы. Прямое падение напряжения на переходе зависит от температуры. Достоинство: воспроизводимость, большое значение ТКС (для Si - 26 мВ на градус).
Ответил на вопрос: Crossline   
1 +/-

Датчиков для измерения температуры существуем множество типов. Но самым распространенным, точным и надежным является датчик на принципе термоэлектрического преобразователя, попросту -- термопара. Принцип действия онован на термоэлектрическом эффекте. Вкратце это выглядит так:



Более детально читайте: эффект Зеебека.

Ответил на вопрос: Goldworker 
0 +/-

В дополнение к вышеперечисленным электронным термометрам нужно прибавить целый класс бесконтактных термометров принцип действия которых основан на измерении теплового (инфракрасного электромагнитного) излучения и преобразование его в температуру. Эти термометры называются пирометрами или радиометрами. В них могут использоваться датчики следующих типов: пироэлектрические, фотоэлектрические, термобатарейные. В зависимости от типа датчика и конструкции диапазон измерения таких измерителей температуры может быть как от отрицательных значений, так и многих тысяч положительных значений температуры.

Ответил на вопрос: Lossless  

Похожие вопросы

Спросил
3 Отв.
Почему 2 магнита с одной стороны слипаются, а с другой отталкиваются?
Ответ: На поставленный вопрос невозможно ответить с точки зрения и классической физики, и человеческого опыта. Механизм этого явления (взаимодействие магнитных полей) нельзя объяснить с точки зрения совреме ... Читать далее...
Автор вопроса: Anils, в категории |
Спросил Anils
3 Отв.
Какое соединение проводников называют последовательным?
Ответ: Любой электрический элемент, будь то сопротивления, индуктивность , или ёмкость имеют в геометрическом и электрическом понимании начало и конец. Началом принимается точка с меньшим напряжением(допусти ... Читать далее...
Автор вопроса: Polyphonia, в категории | | |
Спросил Polyphonia
2 Отв.
Можно ли выучить физику за девять месяцев?
Ответ: Всю физику одному человеку нельзя выучить (познать) даже за всю жизнь, и, если бы это было возможно, даже за 100 жизней. Но тот кусочек физики, который изучают в школе, за 9 месяцев выучить вполне мо ... Читать далее...
Автор вопроса: Marlings, в категории |
Спросил Marlings
2 Отв.
Что означает слово «магнитуда», чем не подходит «сила землетрясения»?
Ответ: Магнит тут, и правда, ни при чем. Латинское magnitudo — крупность, величие, значительность. Но не силу. Т. е., магнитуда характеризует энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических вол ... Читать далее...
Автор вопроса: Parison, в категории | | | | |
Спросил Parison
1 Отв.
Чему равна цена деления шкалы динамометра?
Ответ: Цена деления измерительного прибора ( динамометр является таковым ) вычисляется следующим образом: берем два соседних деления, обозначенных числами и находим их разницу. Эту разницу делим на количест ... Читать далее...
Автор вопроса: Sihem, в категории |
Спросил Sihem
1 Отв.
При каких условиях в проводнике возникает индукционный ток?
Ответ: При условии, что меняется магнитный поток, пронизыващий образованный проводником контур (закон индукции Фарадея). ... Читать далее...
Автор вопроса: Pension, в категории | | |
Спросил Pension
1 Отв.
Чем опасно излучение Вавилова-Черенкова?
Ответ: Излучение Вавилова — Черенкова само пе себе опасность представляет ровно такую же как и свечение обычной лампы накаливания. Излучение Вавилова — Черенкова — это свечение, которое вызывается в прозра ... Читать далее...
Автор вопроса: Danielle, в категории | | | | |
Спросил Danielle
2 Отв.
Как определить поправку на прицеливание при стрельбе по мишени?
Ответ: Вы так и не хотите чётко формулировать задачи. Во-первых, винтовка не точка. И расстояние "от винтовки" неопределённое. Наверное нужно было сказать более определённо "расстояние от выходного конца ст ... Читать далее...
Автор вопроса: Chronon, в категории | |