Konstantan

Konstantan er en kobber-nikkel legering som vanligvis består av 55% kobber, 45% nikkel. Andre legeringer med tilsvarende lave temperaturkoeffisienter er kjent, slik som manganin (Cu [86%] / Mn [12%] / Ni [2%]).^[1]

Den viktigste egenskapen til konstantan er den elektriske motstanden som er konstant over et bredt temperaturområde. Legeringen er derfor i utstrakt bruk som elektrisk presisjonsmotstand, bl. a. innen strekkspenningsmåling og i termoelement.

Historie

I 1887 oppdaget Edward Weston at metaller kan ha en negativ temperaturkoeffisient for resistans, og han oppfant det han kalte "Alloy No. 2". Det ble produsert i Tyskland, der det fikk navnet "Konstantan".^[2][3]

Konstantan legeringer

Av alle legeringer som brukes i moderne strekkmålere, er konstantan den eldste, og fortsatt den mest brukte. Denne situasjonen gjenspeiler det faktum at konstantan har den beste totale kombinasjonen av egenskaper som trengs for mange strain gauge-applikasjoner. Denne legeringen har for eksempel en tilstrekkelig høy tøyningsfølsomhet, eller gauge-faktor, som er relativt ufølsom for tøyningsnivå og temperatur. Resistiviteten (4,9 x 10−7 Ω·m)^[4] er høy nok til å oppnå passende motstandsverdier i selv svært små rutenett, og motstandens temperaturkoeffisient er ganske lav. I tillegg kjennetegnes konstantan av god utmattingslevetid og relativt høy forlengelsesevne.

Konstantan har imidlertid en tendens til å utvise en kontinuerlig drift ved temperaturer over 65 °C^[5] og denne egenskapen bør tas i betraktning når nullstabiliteten til strekkmåleren er kritisk over en periode på timer eller dager. Konstantan brukes også til elektrisk motstandsoppvarming og termoelementer.^[6]

Temperaturmåling

Konstantan brukes også til å danne termoelementer med ledninger laget av jern, kobber eller chromel.^[7] Den har en usedvanlig sterk negativ Seebeck-koeffisient over 0 grader celsius,^[8] som fører til en god temperaturfølsomhet.

Referanser

1. J. R. Davis (2001). Copper and Copper Alloys. ASM International. s. 158. ISBN 0-87170-726-8.
2. A chronological history of electrical development from 600 B.C. National Electrical Manufacturers Association. 1946. s. 59.
3. D. O. Woodbury (1949). A measure for greatness: a short biography of Edward Weston. McGraw-Hill. s. 168.
4. «Table of Resistivity». hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Besøkt 18. mai 2016.
5. Hannah, R.L. (1992). Strain Gage Users' Handbook. New York: Springer. s. 50. ISBN 978-0412537202.
6. «Working with Chromel, Alumel & Constantan». Keats Manufacturing Co. (på engelsk). 12. mars 2015. Besøkt 18. mai 2016.
8. Handbook of Temperature Measurement Vol. 3, edited by Robin E. Bentley