www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

установившегося режима, составляемого на основании закона сохранения энергии:

/V (в) = Ti,se +Ве + OocS [( laquo; + - , (67)

где / - эффективное значение силы тока, протекаюшего через терморезистор;

в - перегрев терморезистора относительно окружаюшей среды;

г (в) - величина сопротивления терморезистора как функция его перегрева;

S - плошадь поверхности терморезистора, соприкаса-

юшаяся с окружаюшей средой; 1] - коэффициент теплоотдачи поверхности; В - тепловая проводимость крепежных деталей и подво-

дяших проводов; 00 - константа излучения абсолютно черного тела, показывающая, какое количество энергии излучалось бы в аналогичных условиях единицей поверхности абсолютно черного тела; с - коэффициент интегрального излучения поверхности терморезистора, показывающий степень уменьшения излучения с поверхности терморезистора по сравнению с поверхностью абсолютно черного тела. Температура окружающей среды при этом должна быть выражена в градусах абсолютной шкалы (в градусах Кельвина).

Левая часть уравнения представляет собой количество энергии, выделяемой в терморезисторе в единицу времени. Поскольку в установившемся режиме температура терморезистора не изменяется, правая часть уравнения должна определять количество тепла, отдаваемого терморезистором окружающей среде путем конвекции, теплопроводности и теплоизлучения.

Сколько-нибудь точное определение величины тепловой проводимости В в большинстве случаев оказывается весьма трудоемким, а величины перегрева в относительно невелики и удельный вес члена, характеризующего отдачу тепла путем излучения, оказывается небольшим. Поэтому обычно уравнение теплового баланса (67) представляют в упрощенном виде:

/V(e) = TiSe, (68)

где под т] понимают обобщенный коэффициент теплоотдачи, определяемый экспериментально.

Ориентировочная величина обобщенного коэффициента теплоотдачи для воздушной среды у поверхности земли при отсутствии принудительного обдува составляет

т] 1,0 10-3 10,0 10-3 ет/(ш град).



Разумеется, замечания о коэффициенте теплоотдачи, сделанные в пояснениях к выражению (67), остаются справедливыми и Б данном случае, и обобщенный коэффициент теплоотдачи можно считать постоянным только в первом приближении.

Для металлических резисторов, учитывая выражение температурной характеристики (66), уравнение теплового баланса полу-


чим в следующем виде:

Рг{1 +ae) = T]Se,

откуда

Рис. 52. Семейство вольт-амперных характеристик ПТР

тогда аналитическое выражение вольт-амперной характеристики будет

Если изменения перегрева невелики, то и для ПТР можно ограничиться первыми двумя членами разложения экспоненты в ряд, т. е. представить выражение (65) в виде

г (в) = г (1 - св)

и тогда вольт-амперная характеристика ПТР будет иметь вид выражения (69), отличаясь лишь знаком второго члена в знаменателе.

Если диапазон изменения перегрева достаточно велик, то уравнение теплового баланса ПТР должно быть представлено в виде

(70)

т. е. приходим к трансцендентному уравнению.

Сопротивление ПТР очень сильно зависит от температуры и от величины протекающего по нему тока. Вольт-амперная характеристика ПТР (рис. 52) поэтому резко нелинейна и, что очень существенно, благодаря отрицательному температурному коэффициенту может иметь участок с отрицательным наклоном (участок справа от максимума).

Вследствие уменьшения сопротивления ПТР с повышением температуры вольт-амперная характеристика для более высокой температуры окружающей среды будет расположена ниже вольтамперной характеристики при Характеристика для более низкой температуры будет расположена выше.



При малых токах уравнение этого семейства для небольшого диапазона изменения температур среды можно записать в очень простом виде:

(У = г [1 а - amp; laquo;)] /, (71)

где copy;в - температура среды, соответствующая данной характеристике;

бвн - температура среды, соответствующая сопротивлению ПТР, равному г.

5. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКОВ И РЕЛЕ НА ТЕРМОРЕЗИСТОРАХ

Расчет датчиков на терморезисторах сводится к расчету схем типа, показанного на рис. 48-50 и др.

Если терморезисторы нагружены малым током и их вольт-амперные характеристики соответствуют виду выражения (66), то это означает, что при расчете схем терморезисторы могут рассматриваться как линейные сопротивления.

Для большего диапазона токов вольт-амперные-характеристики терморезисторов становятся нелинейными и расчет схем усложняется. Убедимся в этом на примере схемы (рис. 48, а) для полупроводникового терморезистора. На основании закона Кирхгофа имеем

и = Ueu. + Уг, (72)

где (У laquo;, = IR ; (73)

= f (/) (74)

Последнее уравнение представляет собой записанное в общем виде аналитическое выражение вольт-амперной характеристики терморезистора при заданной температуре среды.

Если вольт-амперную характеристику ПТР можно представить в виде выражения (69), то уравнение (72) примет вид

что приводит к уравнению третьей степени относительно тока.

Еще более сложным становится решение, если температурная характеристика ПТР должна быть представлена в виде выражения (65). В этих случаях гораздо целесообразнее решать систему уравнений (72)-(74) графическими методами расчета электрических цепей с нелинейными резисторами.

Для графического расчета схемы, приведенной на рис. 48, а, необходимо располагать графиком семейства вольт-амперных характеристик данного ПТР (рис. 53, а), т. е. характеристиками управляющего устройства. На оси абсцисс от начала координат откладываетсяотрезок, соответствующий величине напряжения



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127