Недостатки термометров сопротивления

Металлический термометр сопротивления

Представляет собой резистор, выполненный из металлической проволоки или плёнки, обычно в защитном корпусе.

Применяемые материалы:

· платина

· медь

· вольфрам

· никель

Преимущества термометров сопротивления

· Высокая точность измерений (обычно лучше ±1 °C), может доходить до 0,01 °C.

· Практически линейная характеристика

Недостатки термометров сопротивления

· Малый диапазон измерений (по сравнению с термопарами)

· Не могут измерять высокую температуру (по сравнению с термопарами)

Погрешности, возникающие при измерении температуры термо­метрами сопротивления, вызываются нестабильностью во времени начального сопротивления термометра и его ТКС, изменением сопротивления линии, соединяющей термометр с измерительным прибором, перегревом термометра измерительным током.

Термометры сопротивления относятся к одним из наиболее точных преобразователей температуры. Так, например, платиновые терморезисторы позволяют измерять температуру с погрешностью порядка 0,001° С

Фоторези́стор (фотосопротивление) — полупроводниковый прибор, который изменяет свою электрическую проводимость в зависимости от интенсивности и спектрального состава падающих на него лучей.

Поглощение лучистой энергии полупроводником, из которого состоит фоторезистор, вызывает ионизацию атомов и увеличение числа свободных носителей заряда электронов и дырок, что вызывает уменьшение его сопротивления.

Фоторезисторы имеют высокую чувствительность к излучению в самом широком диапазоне - от инфракрасной до рентгеновской области спектра, причем сопротивление их может меняться на несколько порядков. Фоторезисторам присущи высокая стабильность во времени, они имеют небольшие габариты и выпускаются на различные номиналы сопротивлений. Наибольшее распространение получили фоторезисторы, изготовленные из сернистого свинца, сернистого кадмия, селенистого кадмия.

Фоторезистор (рис. 1) представляет собой стеклянную пластинку 1, на которую путем испарения в вакууме нанесен тонкий слой полупроводника 2, а по краям расположены два металлических электрода 3. Полупроводниковый слой покрывается прозрачным лаком для защиты от влаги.

Рисунок 1 – Устройство фоторезистора

В зависимости от назначения фоторезисторы имеют различное конструктивное оформление. Они могут быть бескорпусными – полупроводник на стеклянном основании с токонесущими выводами (рис. 2,а), в других случаях фоторезистор имеет пластмассовый или металлический корпус (рис. 2,б). Условное обозначение фоторезистора на схемах приведено на рис. 2, в.

Рисунок 2 – Конструктивное устройство и условное обозначение фоторезисторов

В фотоэлементах под действием падающего света возникает электродвижущая сила (фотоЭДС) или электрический ток (фототок). Фотоэлементы служат преобразователями оптического излучения в электрические сигналы. Существуют электровакуумные и полупроводниковые фотоэлементы.

Действие электровакуумных фотоэлементов основано на фотоэлектронной эмиссии (внешний фотоэффект). Они содержат фотокатод К (рис.3) и анод А. Под действием светового потока на поверхности фотокатода возникает фотоэлектронная эмиссия. При замыкании внешней электрической цепи в ней начинает протекать электрический ток, пропорциональный световому потоку.

Рисунок 3 – Вакуумный фотоэлемент

Очень широко используются полупроводниковые фотоэлементы (рис.4). Их действие основано на внутреннем фотоэффекте. Под действием оптического излучения возникает фотоЭДС и при подключении фотоэлемента к внешней электрической цепи через сопротивление нагрузки Rн протекает электрический ток, пропорциональный световому потоку. Для изготовления фотоэлементов используют германий (чистый или легированный примесями золота, меди или цинка), кремний и др.

Рисунок 4 – Полупроводниковый фотоэлемент

Полупроводниковые фотоэлементы используют также для прямого преобразования солнечного излучения в электрическую энергию – в солнечных батареях (напр., на космических станциях), в фотоэлектрических генераторах.