Термопреобразователи сопротивлений (терморезисторы).

Принцип действия терморезисторов основан на зависимости электрического сопротивления проводников и полупроводников от температуры. Наиболее точными (в том числе и образцовыми) преобразователями температуры, обладающими высокой стабильностью и воспроизводимостью характеристик, являются платиновые терморезисторы, которые применяются для измерения температуры в пределах от –260 до + 1100 ⁰ С. Их недостатком являются высокая стоимость и нелинейность функции преобразования.

Широкое распространение на практике получили более дешевые медные терморезисторы, имеющие линейную зависимость сопротивления от температуры, но их конечный предел измерения температуры составляет 180 ⁰ С вследствие легкой окисляемости меди при высоких температурах. Находят применение также никелевые термометры сопротивления. При измерениях до температур 1800 ⁰ С предполагается использовать вольфрам, платинородий, иридий и их сплавы. При измерениях низких температур находят применение свинцовые, индиевые, германиевые и угольные терморезисторы, а также новые типы сплавов и композиционных материалов.

Полупроводниковые терморезисторы (термисторы) обладают более высокой чувствительностью, но они имеют отрицательный ТКС, значение которого при 20 ⁰ С на порядок больше, чем у меди и платины. Термисторы имеют нелинейную (экспоненциально убывающую) функцию преобразования, что является их недостатком, наряду с плохой воспроизводимостью характеристик (от одного экземпляра к другому), не позволяющим с достаточной точностью нормировать их характеристики при серийном производстве. В то же время термисторы широко применяются для измерения температуры в пределах от -100 до + 180 ⁰ С.

Погрешность измерений с помощью термисторов определяется их саморазогревом при протекании тока. Однако этот эффект может быть использован для измерения других физических величин. Например, широко распространены приборы для измерения вакуума, основанные на снижении теплопроводности газа при уменьшении давления, а следовательно, и снижении теплоотдачи терморезистора и повышении его температуры при снижении давления окружающей среды.

Для стандартных терморезисторов имеются градуировочные таблицы (ГОСТ 6651-78) и установленные нормы на допустимые отклонения градуировочных характеристик.

Емкостные преобразователи основаны на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними. Емкостные преобразователи обычно питаются током повышенной частоты (до десятков мегагерц). Они просты по конструкции, имеют высокую чувствительность и относительно малую инерционность. К их недостаткам следует отнести влияние внешних электрических полей, паразитных емкостей, температуры, влажности.