Traductoare

1.Traductoare de temperatura

Sunt dispositive ce functioneaza pe principiul generation unei tensiuni electromotoare sau pe convertirea temperaturii intr-o deplasare sau dilatare (gaz,metal) sau intr-o variatie a unui parametru al circuitelor electrice.

Cele mai simple sunt termometrele cu mercur, cu sau fara contact reglabil sau nereglabil.

La cele cu contact, acesta se realizeaza intre coloana de mercur si un electrod prevazut cu surub de reglare. Curentul nu trebuie sa depaseasca 1A si sunt folosite pt temperaturii intre 0 300C.

2.Traductoare termoelectrice

-termocuplul e realizat din doua conductoare sau semiconductoare sudate la un capat, la celalalt capat inducandu-se o tensiune termoelectromotoare e = a(T1 – T2) + b(T1 – T2)2 + c(T1 – T2)3 +

-temperatura de referinta reprezinta valoarea standardizata la care trebuie tinuta temperatura jonctiunii de referinta.

-se mentine constana prin temperatura sudurii (capatul cald) ceea ce este greu de realizat, pentru ca instalatiile la care se masoara, degaja caldura.

-reducerea erorilor ce provin din incalzirea capetelor reci se face pe cale eléctrica prin introducerea unor cabluri de compensare sau a cutiilor de compensatie cu comportare dinámica in concordanta cu traductorul.

-principalele parti ale termocuplului : termoelemente, teaca de protective ,dispozitiv de montare (flansa), cutie de borne cu capac, placa de borne.Seria standardizata a lungimii nominale Lx este 250, 500, 750,1000, 1250,1500,1750, iar lungimea de imersie trebuie sa fie cu cel putin 100mm mai mica decat Lx.

-termocuplurile din materiale semiconductoare se folosesc, datorita rezistentei termice scazute, doar la masurarea temperaturii diferentiale. Rezistenta scazuta provine de la conexiunea din siliciu dintre cele doua jonctiuni.

-daca variatiile de temperature sunt reduse, se poate folosi un circuit de corectie cu termistor Rt ce se conecteaza intr-o punte alimentata de la sursa de tensiune E. La temp de referinta T0, puntea este in echilibru si tensiunea U in bratele opuse lui E este nula.

-daca Ta se modifica , tensiunea :

Avantaje: nu produc semnal de iesire, genereaza tensiuni electromotoare fara component offset, nu necesita polarizari initiale, nu interfereaza cu alte marimi de influenta.

Dezavantaje: la temperature mici, scade sensibilitatea, apar fenomene de evaporare, contaminare chimica sau topire.

3. traductoare cu termorezistente (traductoare metalice)

-din cauza materialelor din care sunt confectionate, termorezistentele sufera o serie de modificari o data cu cresterea temperaturii

R = R0 (1 + α ΔT),

-elementul sensibil se realizeaza dintr-o infasurare plata sau cilíndrica pe suport izolant (mica, cerámica) cu un fir bobinat neinductiv pe suport si fixat prin impregnare.

- α exprima dependenta cu temperatura a rezistentei electrice a conductorului din care se executa infasurarea elementului sensibil.

-acest coeficient este dependent de natura materialului si valoarea temperaturii

-se doreste de la un material care se foloseste la confectionarea termorezistoarelor sa aibe rezistivitate mare pentru reducerea gabaritelor, coefficient de variatie a rezistivitatii cu temperature ridicata, sensibilitate ridicata, caracteristica de transfer sa aiba o buna liniaritate ,stabilitate in timp , puritate ridicata , prêt de cost redus. Cel mai utilizat material la confectionare e platina ( 0 -600C),folosindu-se fire cu diameter de 0,05 – 0.2 , cu lungimi de 5-20cm, legandu-se la blocul de borne cu fir de nichel cu diametru mai mare.

-nichelul are sensibilitate mai mare, dar aplicabilitate redusa din cauza ca se oxideaza la temperature mari

-cuprul prezinta liniaritate buna si sensibilitate,dar are domeniu de masura mic

-termorezistentele trebuie sa asigure protectia la actiunea agentilor externi, sa preia rapid temperature mediului de masura si sa permita masurarea in current continuu si alternative. Timpul lor de raspuns este de ordinal secundelor in apa si de ordinal minutelor in aer. Se construiesc cu 2,3,4 borne de conectare.

-lungimea lor maxima este 2000 mm, lungimea de imersie 150,220 sau 250 mm.

-cel mai simplu circuit de masurare este cel cu logometru magnetoelectric si puntile de rezistente.

4.Traductoare cu termistoare

Termistoarele - realizate din material semiconductor,fenomenele de conductive fiind mult mai complexe. Se folosesc termistoare de siliciu cu impuritati de tip “n” deoarece au stabilitate buna la temperaturi -50 – 120C, peste rezistenta scazand cu temperatura. Dependenta de temperature a siliciului:

Termistoarele trebuie sa aibe sensibilitate mai buna decat termorezistentele si se executa din oxizi cu proprietati semiconductoare ca oxidul de mangan,nichel,cobalt,cupru,etc. Aceste metale sunt transformate prin sinterizare la temperature mari, la capete aplicandu-se electrozi de legatura. Au diferite forme :discuri, perle, cilindrii,etc si au viteza de raspuns ridicat. Se pot masura temperature de -200 – 400C. Demonstrarea variatiei rezistentei cu temperature se face cu: unde A- cst dependent de dimensiuni si forma constructiva,B – constanta caracteristica a materialului din care este confectionat termistorul.

De obicei, dependent rezistentei de temperature se exprima in functie de valoarea acesteia la temperature de referinta T0 = 250C :

Aceste traductoare au sensibilitate ridicata, dar prezinta ca mare dezavantaj de intersanjabilitate (nu pot fi cuplate), fiind foarte greu sa alegem doua termistoare cu rezistenta identical la temperature de referinta. Acest dezavantaj poate fi combatut prin inserierea unei rezistente fixe in circuitul de masurare.