Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada 37 AnotaceOdporové teploměry Klíčová slovaTepelný součinitel odporu, platina, polovodič, termistor, NTC, PTC PředmětMechatronika, Automatizace Autor, spoluautorIng. Josef Sýkora JazykČeština Druh učebního materiáluPrezentace, výklad Potřebné pomůckyPC, dataprojektor Druh interaktivityVýklad pomocí prezentace, vyhledávání informací Stupeň a typ vzděláváníStřední škola, učiliště Cílová skupina2. ročník, žáci 16 – 17 let, obory elektro Speciální vzdělávací potřebyne ZdrojeVlastní zdroje - viz poslední strana Odporové teploměry 1 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje VY_32_INOVACE_37_741

MECHATRONIKA Odporové teploměry

Podstatou činnosti je změna odporu materiálu čidla s teplotou. Mírou teploty je tedy odpor čidla. materiál použitý na jeho výrobu by měl mít co největší teplotní součinitel odporu  nesmí měnit své fyzikální a chemické vlastnosti rozměr čidla má být co nejmenší závislost odporu může být lineární nebo nelineární Statická charakteristika odporových senzorů teploty (závislost odporu na teplotě) Odporové teploměry

a) kovové teploměry U kovů je závislost odporu na teplotě přibližně lineární. Odpor se mění podle vztahu: R = R 0  (1 +   ) pro  100  C R = R 0  (1 + a  + b  2 ) pro  100  C pro Pt: a =  = 3,92  K -1 b = - 5,88  K -1 Měření kovovými odporovými teploměry je nejpřesnější měření teploty v provozu.

Pro výrobu kovových odporových teploměrů se používají rezistory z čistých kovů (zaměnitelnost). Nejčastěji se k výrobě používá platina (Pt), nikl (Ni) a měď (Cu) R 0 [Ω] …….. odpor čidla při teplotě 0 °C R 100 [Ω] ….. odpor čidla při teplotě 100 °C  [K -1 ] …….. teplotní součinitel odporu Materiál R 0 [Ω] R 100 [Ω]  [K -1 ] měřicí rozsah Pt 100; 500; ,5; 692,5; 13850, až 800 °C (1000 °C) Ni 100; ,8; 16180, °C až 300 °C Cu ,60, °C až 200 °C

b) polovodičové snímače (termistory) Jsou to teplotně závislé odpory z polovodičových materiálů. K výrobě se používají: oxidy a karbidy kovů – např. manganu, železa, niklu, mědi, kobaltu a titanu v různém poměru se míchají a spékají při vysokých teplotách a tlacích vyrábí se ve tvaru kapek, terčíků apod. citlivost je mnohonásobně větší než u kovových teploměrů (10 až 50 Ω / °C ) závislost odporu na teplotě je nelineární Používají se pro teploty - 60 až 300 °C

Nevýhody: Závislost odporu na teplotě je nelineární, proto se mohou používat v poměrně úzkém rozsahu teplot např až 50 °C, kde je charakteristika přibližně lineární. Nelze vyrobit dva termistory zcela shodných vlastností – při výměně je nutno překalibrovat měřicí zařízení. Podle smyslu změny odporu rozeznáváme termistory: NTC – má záporný teplotní součinitel odporu (se stoupající teplotou odpor klesá) PTC – má kladný teplotní součinitel odporu (se stoupající teplotou odpor roste)

c) polovodičové snímače s přechodem PN Využívá se teplotní závislosti napětí na PN přechodu diody v propustném směru. Místo diod se často používají tranzistory (přechod B-E). Změna napětí ΔU na diodě je – 2 až – 2,5 mV ۰ K -1. Materiál: křemík (Si) galiumarsenid ( GaAs)

Souhrn učiva Kontrolní otázky: 1. Pomocí odporových teploměrů Pt100 můžeme měřit teploty a) -200 až 800 o C b) -200 až o C c) -50 až 400 o C d) -100 až 350 o C 2. Pomocí termistorů můžeme měřit teploty a) -100 až 600 o C b) -100 až o C c) -60 až 300 o C d) 50 až o C 3. Na jakém principu pracují odporové teploměry? 4. Kovové odporové teploměry – jejich vlastnosti, jaké se používají materiály pro jejich výrobu a jaké teploty se jimi měří? 5. Polovodičové odporové teploměry – jejich vlastnosti, jaké materiály se používají pro jejich výrobu a jaké teploty se jimi měří? Termistory PTC a NTC. 6. Polovodičové teploměry s přechodem PN – princip činnosti, jaké materiály se používají pro jejich výrobu

10 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Použité zdroje Text vlastní Obrázky z knihy: KESL, Jan. Elektronika I. Praha: BEN, 2004 vlastní