Villamosságtan | Felsőoktatás » Ellenállás típusú mérőátalakítók, csúszóérintkezősek, higanyérintkezősek, hőmérsékletfüggő ellenállások és nyomásfüggő ellenállások

Ellenállás típusú mérőátalakítók (csúszóérintkezősek, higanyérintkezősek, hőmérsékletfüggő ellenállások és nyomásfüggő ellenállások) Az ellenállás típusú mérőátalakítók a mérendő fizikai mennyiség hatására ellenállás változást hoznak létre. Az ellenállás változás és a mérendő paraméter között meghatározott kapcsolat áll fenn. Csúszóérintkezős ellenállások (Potenciométerek): Közvetlenül elmozdulás, vagy szögelfordulás mérésére alkalmas eszközök. Lényegében egy egyenes, vagy gyűrű alakú tartótestre egymás mellé elhelyezett ellenállás huzalból készült menetekből és egy csúszó érintkezőből állnak. Az ellenálláshuzal egyik vége és a csúszókontaktus közötti vezetődarab ellenállása a csúszókontaktus helyzetének függvénye. Tehát ellenállásmérés segítségével a csúszókontaktus helyzete megállapítható. Az ellenálláshuzalból készített tekercs helyett egyetlen huzal,

vagy vezetőréteg is alkalmazható. A tekercs profil változtatásával a cs uszkahelyzet és az ellenállás közti összefüggés R = f(x) vagy R = f(α) lineárisan eltérővé is tehető. Ezek a profilos potenciométerek Higanyérintkezős ellenállás: A kontaktusok korrodálódásával jelentkező hibák kiküszöbölését célozza ez a típus. Működési elve a következő: üvegcsőbe forrasztott ellenálláshuzal egyik szakaszát jól vezető higany zárja rövidre. A higanyszint változása hozza létre az ellenállás változást A higanyszint változását nyomásváltozással, szögelfordulással, stb. hozhatjuk létre Hőmérsékletfüggő ellenállások: Olyan mérőátalakítók, melyek a hőmérséklet változásait villamos ellenállás változássá alakítják. Fémből készült ellenállás-hőmérők: Fémek elektromos vezetésének tárgyalásakor az ellenállásra a következő kifejezést kaptuk: R = (l / A) * [1 / (1/2) [(e2 n λ) / (m v 0 )] A fémek

ellenállása a hőmérséklet növekedésével növekszik. Gyakorlatban sokszor kielégítő pontosságot ad a lineáris közelítés alkalmazása: R = R 0 (1 + A t) A az átlagos hőmérsékleti együttható, a hőfoktényező. Fémanyagú ellenállás hőmérőkkel szemben támasztott követelmények: - legyen nagy hőfoktényezője - az átalakító ellenállása legyen nagy - az ellenállás értéke időben ne változzon Fém ellenállás hőmérők segítségével a hőmérsékletmérés kiegyenlítetlen hidakkal, kiegyenlített hidakkal, illetve kereszttekercses műszerrel történhet. Ellenállás hőmérők anyaga legtöbbször platina, vagy nikkel. A mérési pontosság 1 * 10-4 °C is lehet. Félvezető hőmérsékletfüggő ellenállások: termisztorok: Termisztorok ellenállásának hőfokfüggése elsősorban a töltéshordozó koncentráció változásának következménye. Növekvő hőmérséklet hatására növekszik a töltéshordozók száma, ami az

ellenállás csökkenéséhez vezet. Meghatározott hőmérséklet intervallumban a termisztorok ellenállása: R = A * e(B / T) B az ellenállás hőfokfüggése, A a termisztor anyagától és méretétől függő állandó, T a hőmérséklet Kelvinben. Ha az ellenállás hőmérő hőfoktényezőjéhez hasonlóan a termisztor hőfoktényezője α = (1 / R) * (dR / dT) A hőfoktényező erősen függ a hőmérséklettől és a vizsgált hőmérsékletének csak igen kis környezetében tekinthető állandónak. Termisztorok előnyei: a) hőfoktényezője egy nagyságrenddel nagyobb, mint az ellenállás hőmérőké b) ellenállása nagyobb c) kis tömegű d) olcsón előállítható Termisztorok hátrányai: a) időbeli stabilitásuk kisebb b) szűkebb hőmérsékleti intervallumban alkalmazhatók c) az ellenállás-hőmérséklet függvény nem lineáris d) nagy szórással gyárthatók Nyomásfüggő ellenállások: Nyomás hatására bekövetkező ellenállás változás két

alapvető okra vezethető vissza: - az erő hatására anyagszerkezeti változás jön létre, ez a piezorezisztív hatás - szemcsés szerkezetű anyagoknál, vagy durva felületek érintkezésekor az egyes részek közötti átmeneti ellenállás változás miatt változik az ellenállás Kisebb a gyakorlati jelentőségük