Kio estas Rezistanca Temperaturodetektilo?
Kio estas Rezistanca Temperaturodetektilo?
Difino de Rezistanca Temperaturodetektilo
Rezistanca Temperaturodetektilo (ankaŭ konata kiel Rezistanca Termometro aŭ RTD) estas elektrona aparato uzata por determini la temperaturon per mezurado de la rezisteco de elektra drato. Tiu drato estas referita kiel temperaturasensoro. Se ni volas mezuri la temperaturon kun alta precizeco, RTD estas la ideala solvo, ĉar ĝi havas bonajn linearan karakteristikojn en larĝa temperaturaro. Aliaj komunaj elektronikaj aparatoj uzitaj por mezuri temperaturon inkluzivas termokopilon aŭ termistoron.
La vario de la rezisteco de la metalo kun la vario de la temperaturo estas donita kiel,
Kie, Rt kaj R0 estas la rezistecvaloroj je toC kaj t0oC temperaturoj. α kaj β estas konstantoj dependantaj de la metaloj.Tiu esprimo estas por granda temperaturaro. Por malgranda temperaturaro, la esprimo povas esti,
RTD-aparatoj komune uzas metalojn kiel Kupro, Nikelo, kaj Platino. Ĉiu metalo havas unikajn rezistecvariojn kiuj respondas al temperaturvarioj, konataj kiel rezisteco-temperaturo-karakteristikoj.
Platino havas temperaturan rangon de 650oC, kaj tiam la Kupro kaj Nikelo havas 120oC kaj 300oC respektive. La figuro-1 montras la rezisteco-temperaturo-karakteristikkurvon de la tri malsamaj metaloj. Por Platino, ĝia rezisteco ŝanĝiĝas proksimume je 0,4 ohmoj por grado Celsia de temperaturo.
La pureco de platino en RTDs estas kontrolata per la rilato R100 / R0. Impurecoj en la materialo kaŭzas deviojn de la atendata rezisteco-temperaturo-grafikaĵo, afektante la α kaj β valorojn specifajn al la metalo.
Konstruado de Rezistanca Temperaturodetektilo aŭ RTD
La konstruado estas tipe tia, ke la drato estas viklita sur formo (en spiralo) sur notita mika tranĉilo por atingi malgrandan amplekson, plibonigante la termaltradukon por malpliigi la reagotempon kaj altecan varmtransdonon estas atingita. En la industria RTD, la spiralo estas protektita per akero-stala kuŝo aŭ protekttubo.
Do, la fizika streĉo estas negligebla, ĉar la drato dilatas kaj plilongigas la longon de la drato kun la ŝanĝo de la temperaturo. Se la streĉo sur la drato pligrandigas, tiam la tensio pligrandigas. Pro tio, la rezisteco de la drato ŝanĝiĝos, kio estas ne dezirinda. Do, ni ne volas ŝanĝi la rezistecon de la drato pro iu ajn alia nevolitaj ŝanĝoj krom la temperaturŝanĝoj.
Tio ankaŭ estas utila por la matenanco de RTD dum la operacio de la planto. Miko estas metita inter la akero-stala kuŝo kaj la rezistecdrato por pli bona elektra izolado. Pro malplia streĉo en la rezistecdrato, ĝi devas esti zorge viklita super la mika folio. La fig.2 montras la strukturan vidon de Industria Rezistanca Temperaturodetektilo.
Signaldondado de RTD
Ni povas havi tiun RTD en la merkato. Sed ni devas scii la proceduron kiel uzi ĝin kaj kiel fari la signaldondadcircuiton. Do, la eraroj de la kondukadodratoj kaj aliaj kalibradoeraroj povas esti minimumigitaj. En tiu RTD, la ŝanĝo de la rezistecvaloro estas tre malgranda relative al la temperaturo.
La rezisteco de RTD estas determinita per pontocirkvito, kie konstanta elektra fluo estas provizita kaj la voltagepaŝo trans rezisto estas mezurita por kalkuli la temperaturon. Tiu temperaturo estas determinita per konvertado de la RTD-rezistecvaloro uzante kalibradaesprimon. La malsamaj moduloi de RTD estas montritaj en la subaj figuroj.
En du-dradaj RTD-ponto, la dummy-drato mankas. La eliro estas prenita el la restantaj du finoj kiel montrite en fig.3. Sed la rezistecoj de la etendaĵodratoj estas tre gravaj esti konsideritaj, ĉar la impedanco de la etendaĵodratoj povas afekti la temperaturlegon. Tiu efekto estas minimumigita en tri-dradaj RTD-pontocirkvitoj per konektado de dummy-drato C.
En tri-dradaj RTD, se la dratoj A kaj B estas identaj en longo kaj sekca areo, iliaj impedancialegoj neutraligas unu la alian. La dummy-drato C tiam servas kiel sentildrato por mezuri la voltagedrop-on sen portado de fluo. En tiuj circuitoj, la elirvoltajo estas direktproporcionala al la temperaturo. Do, ni bezonas unu kalibradan ekvacion por trovi la temperaturon.
Esprimoj por Tri-Dradaj RTD-Cirkvitoj
Se ni konas la valorojn de VS kaj VO, ni povas trovi Rg kaj tiam ni povas trovi la temperaturvaloron uzante kalibradan ekvacion. Nun, supozu R1 = R2:
Se R3 = Rg; tiam VO = 0 kaj la ponto estas ekilibrita. Tio povas esti farita manmane, sed se ni ne volas fari manan kalkulon, ni povas nur solvi la ekvacion 3 por ricevi la esprimon por Rg.
Tiu esprimo supozas, kiam la kondukadrezisteco RL = 0. Supozu, se RL estas prezentita en situacio, tiam la esprimo de Rg iĝas,
Do, estas eraro en la RTD-rezistecvaloro pro la RL rezisteco. Tial ni bezonas kompensi la RL rezistecon kiel ni jam diskutis per konektado de unu dummy-linio 'C' kiel montrite en fig.4.
Limitoj de RTD
En la RTD-rezisteco, estos I2R potenco disipita de la aparato mem, kio kaŭzas lepton varmeffekton. Tio estas nomita kiel self-heating en RTD. Tio povas ankaŭ kaŭzi erarenan legon. Do, la elektra fluo tra la RTD-rezisteco devas esti sufiĉe malalta kaj konstanta por eviti self-heating.
