Задачі та тематика семінарських занять

Задачі та тематика семінарських занять

Задача 1 Показати, що для металевого терморезистора має місце співвідношення ?R=??, де ?R і ?? – термічний коефіцієнт опору (ТКО), виражений через опір (R) чи питомий опір (?).

Задача 2 Отримати співвідношення для ТКО ? двошарової плівки. Окремі шари мають опір R1 та R2, розділені тонким шаром діелектрика, і товщину d1 та d2. Проаналізувати залежність ? від товщини одного із шарів при фіксованій товщині іншого. Отриманий результат розповсюдити на випадок плівкової системи із n шарів різної товщини.

Відповідь: .

Задача 3 Керамічний товстоплівковий термосенсор типу СХ-1010 фірми Кернокс (США) на підкладці із сапфіру має від’ємний ТКО і монотонну температурну залежність опору (таблиця 3.3). Побудувати залежність чутливості  і питомої чутливостідатчика від температури.

Таблиця 3.3 - Залежність опору термосенсора

СХ-1010 від температури

Т,К	0,1	1,0	10	100	350
R,Ом	7·103	3·102	70	27	15

Задача 4 Тонкоплівкові термоперетворювачі опору (ТПО) з номінальними характеристиками часто виготовляють на ситаловій підкладці у вигляді плівки Ni та підстроєчного резистора із металосиліцидного сплаву, який з’єднується паралельно плівці Ni. Така будова ТПО дозволяє реалізувати результуючий опір (R), майже незалежний від температури, оскільки опір плівки Ni (RNi) і резистора (Rp) змінюється з температурою за параболічним законом, проходячи через мінімум (Ni) або максимум (резистор). Довести, що у випадку даного ТПО має місце співвідношення , де ? – ТКО для ТПО.

Задача 5 Скориставшись величиною ? = 4,3·10-3 К-1 та експериментальними результатами (таблиця 3.4), оцінити для Т = 300-350 К відношення  із попередньої задачі.

Таблиця 3.4 - Залежність опору від температури

Т,К	273	373	473	573
RNi,Ом	100	160	230	300
Rп,Ом	480	505	510	500

Задача 6 Температурна залежність терморезистора з від’ємним ТКО (на основі оксидів Fe2O3, TiO2, NiO+CoO із Li2O і т.п.) описується співвідношенням

,

де ТП – початкова температура, В – константа резистора. Отримати співвідношення для ?(Т).

Відповідь: ?(Т)= ?(ТП)-В/Т2.

Задача 7 Результат попередньої задачі порівняти зі співвідношенням для ТКО металевого терморезистора (Ni, Pt і т.п.), опір якого описується лінійною залежністю R(T)=R0+AT, де А – стала резистора.

Семінарські заняття

Тема. Датчики температури

Основні питання

1  Термодатчики з додатним ТКО.

2  Термодатчики з від’ємним ТКО.

3 Фізичні процеси в одно- та багатошарових плівкових термодатчиках.

Конструкція, основні параметри та характеристики терморезисторів.

Список літератури

1. Виглеб Г. Датчики.- Москва: Мир, 1989.-С.14-50.

2. Проценко І.Ю., Саєнко В.А. Тонкі металеві плівки (технологія та властивості).- Суми: Вид-во СумДУ, 2002.-С.141-147.

3. Mitin V.F. Resistance thermometers based on the Ge films//Quantum еlectronics and optoelectronics.-1999.- V.2, № 1.- Р.115-123.