Mis on vastus temperatuuri tuvastaja?

Mis on vastusväärtustemperatuuridetektor?

Vastusväärtustemperatuuridetektori definitsioon

Vastusväärtustemperatuuridetektor (tuntud ka kui vastusväärtustemperatuuriandur või RTD) on elektroniline seade, mis kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks elektriliini vastuse mõõtmise kaudu. See liin viitab temperatuuriandurile. Kui soovime mõõta temperatuuri suure täpsusega, on RTD ideaalne lahendus, sest tal on hea lineaarne iseloom laia temperatuuride vahemiku mõõtmisel. Teised tavaliselt kasutatavad elektronilised seadmed temperatuuri mõõtmiseks hõlmavad termopaarikut või termistoori.

Metalli vastuse muutumine temperatuuri muutumise kaudu antakse järgmiselt,

Kus Rt ja R0 on vastuse väärtused toC ja t0oC temperatuuridel. α ja β on konstandid, mis sõltuvad metallist.See avaldis on suure temperatuurivahemiku korral. Väikese temperatuurivahemiku korral saab avaldis olema,

RTD-seadmetes kasutatakse tavaliselt metalle nagu Vask, Nikkel ja Platina. Igal metallil on unikaalsed vastuse muutused, mis vastavad temperatuurimuutustele, mida nimetatakse vastuse-temperatuuri iseloomule.

Platinal on temperatuurivahemik 650oC, Vask ja Nikkel aga vastavalt 120oC ja 300oC. Joonis 1 näitab kolme erineva metalli vastuse-temperatuuri iseloomuliku kõvera. Platina puhul muutub selle vastus umbes 0,4 omaga iga kraadi Celsiuusi temperatuuri muutumise korral.

Platina puhtus RTD-s kontrollitakse suhte R100 / R0 kaudu. Materjali impuriteedid põhjustavad eksitusi oodatust vastuse-temperatuuri graafikust, millel on mõju metalli spetsiifilistele α ja β väärtustele.

Vastusväärtustemperatuuridetektori (RTD) ehitus

Ehitus on tavaliselt selline, et liin nihutatakse rullile (kuidas keeruline) notchitud mikase krossil, et saavutada väike suurus, parandada soojenõndust, vähendada reageeringuaega ja saavutada suur soojuse ülekandev kiirus. Tööstuslikus RTD-s on rull kaitstud rostvõimas kuju või kaitseputriga.

Nii, et füüsiline pingeline jääb minimaalseks, kuna liin laieneb ja pikeneb temperatuurimuutusega. Kui liini peal olev pingeline suureneb, siis tõuseb pingeline. Seetõttu muutub liini vastus, mis on ebatõhus. Seega, me ei taha muuta liini vastust mõne muu ebatõhusa muutusega, välja arvatud temperatuurimuutusega.

See on kasulik ka RTD hooldamiseks, kui tehas töötab. Mikat paigutatakse rostvõimas kuju ja vastuseliini vahel parema elektrilise eralduse huvides. Vähema pingeline vastuseliin peaks olema hoolikalt keeritud mikalehele. Joonis 2 näitab tööstusliku vastusväärtustemperatuuridetektori struktuurse vaate.

RTD signaalikonditsioneerimine

Me saame RTD-d turult. Kuid me peame teadma, kuidas seda kasutada ja kuidas signaalikonditsioneerimiskiirikut valmistada. Nii, et joonte veateenus ja muud kalibreerimisvead saaksid vähenduda. RTD-s on vastuse muutus väike suhtes temperatuuriga.

RTD vastus määratakse silmuse kaudu, kus pidev elektrivool varustatakse ja registreeritakse vastuse liini ümber langeda voltaga, et arvutada temperatuur. See temperatuur määratakse RTD vastuse väärtuse ümber tegemise kaudu kalibreerimisavaldise abil. Erinevad RTD moodulid on näidatud järgnevates joonistes.

Kahes juhes RTD silmus on absoluutne juhe puudub. Väljund võetakse järgmiste kahete juhe poolt, nagu näidatud joonis 3. Kuid laiendusjuhtide vastused on olulised, sest laiendusjuhtide impedants võib mõjutada temperatuurimõõtmist. Selle mõju vähendatakse kolmes juhes RTD silmuses, ühendades dummy juhe C.

Kolmes juhes RTD-s, kui A ja B juhed on sama pikkad ja lõigupind, nende impedanssi mõjud nullivad üksteist. Dummy juhe C siis teenib sensoorjoone rolli, et mõõta voltaga langeda ilma elektrivooleta. Neis silmustes on väljundvoltaga otseproporsionaalne temperatuur. Seega, me vajame ühte kalibreerimisvõrrandit, et leida temperatuur.

Avaldised kolmes juhes RTD silmuses

Kui me teame VS ja VO väärtusi, me leiame Rg ja siis me leiame temperatuuri väärtuse kalibreerimisvõrrandi abil. Nüüd, eeldame R1 = R2:

Kui R3 = Rg; siis VO = 0 ja silmus on tasakaalus. Seda saab teha käsitööd, kuid kui me ei taha käsitööd, saame lihtsalt lahendada võrrandi 3, et saada Rg avaldis.

See avaldis eeldab, et jooneresistents RL = 0. Kui RL on olemas, siis Rg avaldis muutub,

Seega, on vea RTD vastuse väärtuses RL vastuse tõttu. Seetõttu me peame kompenseerima RL vastust, nagu me juba arutasime, ühendades ühe dummy joone 'C', nagu näidatud joonis 4.

RTD piirangud

RTD vastuses on I2R energialaialiitus, mis põhjustab väikese soojenemise. Seda nimetatakse RTD enda soojenemiseks. See võib põhjustada vea mõõtmises. Seega, elektrivool RTD vastuses peab olema piisavalt madal ja püsiv, et vältida enda soojenemist.