Les résistances thermiques et leur utilisation
Lorsqu'un courant électrique circule, de la chaleur est générée dans le fil. Une partie de cette chaleur va à chauffer le fil lui-mêmel'autre partie est rejetée dans l'environnement par convection, conduction thermique (conducteurs et porteurs) et rayonnement.
Dans un équilibre thermique stable, la température et, par conséquent, la résistance du conducteur dépendent à la fois de l'intensité du courant dans le conducteur et des causes qui affectent le transfert de chaleur vers l'environnement. Ces raisons incluent : la configuration et les dimensions du fil et des raccords, la température du fil et du fluide, la vitesse du fluide, sa composition, sa densité, etc.
La dépendance de la résistance du conducteur à la température, la vitesse de déplacement de l'environnement, sa densité et sa composition peuvent être utilisées pour mesurer ces grandeurs non électriques en mesurant la résistance du conducteur.
Le conducteur destiné à l'usage spécifié est un transducteur de mesure et est appelé résistance thermique.
Pour une utilisation réussie de la résistance thermique pour mesurer des grandeurs non électriques, il est nécessaire de créer des conditions dans lesquelles la grandeur non électrique mesurée a la plus grande influence sur les valeurs de résistance thermique, tandis que d'autres grandeurs, au contraire, n'en auraient pas, si possible, affecter sa pérennité.
Lors de l'utilisation de la résistance thermique, il faut viser à réduire le transfert de chaleur par conduction filaire et rayonnement.
Avec une longueur de fil dépassant largement son diamètre, le recul par la conductivité thermique du fil peut être négligé si la différence de température entre le fil et le milieu ne dépasse pas 100°C. Si les retours de chaleur indiqués ne peuvent être négligés, ils sont pris en compte dans le calibrage.
Les appareils à résistance thermique pour mesurer la vitesse d'écoulement du gaz (air) sont appelés anémomètres à fil chaud.
La résistance thermique est un fil mince dont la longueur est de 500 fois le diamètre.
Si nous plaçons cette résistance dans un milieu gazeux (air) de température constante et y faisons passer un courant constant, alors, en supposant que la chaleur n'est libérée que par convection, nous obtenons la dépendance de la température, et donc l'amplitude de la résistance thermique , sur la vitesse de déplacement du flux de gaz (air)...
Les instruments sont appelés pour mesurer les températures, où les transferts thermiques sont utilisés comme transducteurs thermomètres à résistance… Ils sont utilisés pour mesurer des températures jusqu'à 500 °C.
Dans ce cas, la température RTD doit être déterminée par la température du milieu mesuré et ne doit pas dépendre du courant dans le transducteur.
La résistance à la chaleur doit éliminer les matériaux à haute coefficient de température de résistance.
Les plus couramment utilisés sont le platine (jusqu'à 500°C), le cuivre (jusqu'à 150°C) et le nickel (jusqu'à 300°C).
Pour le platine, la dépendance de la résistance à la température dans la plage de 0 à 500 ° C peut être exprimée par l'équation rt = ro NS (1 + αNST + βNST3) 1 / degré, où αn = 3,94 x 10-3 1 / degré , βn = -5,8 x 10-7 1 / deg
Pour le cuivre, la dépendance de la résistance à la température à moins de 150 ° C peut être exprimée comme rt = ro NS (1 + αmT), où αm = 0,00428 1 / deg.
La dépendance de la résistance du nickel à la température est déterminée expérimentalement pour chaque marque de nickel, car son coefficient de température de résistance peut avoir des valeurs différentes, et de plus, la dépendance de la résistance du nickel à la température est non linéaire.
Ainsi, par l'amplitude de la résistance du convertisseur, il est possible de déterminer sa température et, par conséquent, la température de l'environnement dans lequel se trouve la résistance thermique.
La résistance thermique des thermomètres à résistance est un fil enroulé sur un cadre en plastique ou en mica, placé dans une coque de protection dont les dimensions et la configuration dépendent de la destination du thermomètre à résistance.
N'importe quel thermomètre à résistance peut être utilisé pour mesurer la résistance.
pour mesurer les températures, utilisez également des résistances semi-conductrices massives avec un coefficient de température de résistance environ 10 fois supérieur à celui des métaux (-0,03 — -0,05)1/grêle.
Les résistances thermiques semi-conductrices (type MMT) fabriquées par Ivay sont produites par des procédés céramiques à partir de divers oxydes (ZnO, MnO) et composés soufrés (Ag2S).Ils ont une résistance de 1000 — 20 000 ohms et peuvent être utilisés pour mesurer des températures de -100 à + 120°C.