Mi az ellenállásos hőmérsékletmérő?
Mi az ellenállásos hőmérsékletmérő?
Ellenállásos hőmérsékletmérő definíció
Az ellenállásos hőmérsékletmérő (más néven ellenállásos termométer vagy RTD) olyan elektronikus eszköz, amely egy vezeték ellenállásának mérésével határozza meg a hőmérsékletet. Ez a vezeték hőmérséklet érzékelőnek számít. Ha nagy pontossággal szeretnénk mérni a hőmérsékletet, az RTD ideális megoldás, hiszen széles hőmérsékleti tartományban jól lineáris jellemzőket mutat. Más gyakori elektronikus eszközök, amelyek hőmérsékletet mérnek, a termopár és a termisztor.
A fém ellenállásának változása a hőmérséklet változásával:
Ahol, Rt és R0 az ellenállás értéke toC és t0oC hőmérsékleten. α és β állandók, amelyek a fémektől függően változnak. Ez a kifejezés nagy hőmérsékleti tartományra vonatkozik. Kisebb hőmérsékleti tartományra a kifejezés a következő lehet:
Az RTD eszközök gyakran használnak réz, nikkel és platín fémeket. Minden fém egyedi ellenállás-változást mutat a hőmérséklet változásaihoz, amit ellenállás-hőmérséklet jellemzőknek nevezünk.
A platín hőmérsékleti tartománya 650oC, a réz és a nikkel pedig rendre 120oC és 300oC. Az 1. ábra a három különböző fém ellenállás-hőmérséklet jellemzői görbéjét mutatja. A platín esetében az ellenállása kb. 0,4 ohmért megnő minden fok Celsius fokonként.
Az RTD-ben használt platín tisztaságát az R100 / R0 arány alapján ellenőrizhetjük. A anyagban lévő vegyületek eltérés okozhatják a várható ellenállás-hőmérséklet grafikon eltéréseit, ami befolyásolja az α és β értékeket, amelyek a fémhez specifikusak.
Ellenállásos hőmérsékletmérő (RTD) szerkezete
A szerkezet tipikusan úgy van, hogy a vezeték csavart formában van becsavarva egy mica keretbe, hogy kis méretű legyen, javítsa a hővezetést, csökkentse a válaszidőt, és nagy hőátadási sebességet biztosítson. Az ipari RTD-k esetében a csavart egy锈钢保护套或保护管中。这样，当导线随温度变化膨胀并增加长度时，物理应变可以忽略不计。如果导线上的应变增加，那么张力也会增加。因此，导线的电阻会发生不必要的变化，这是我们不希望看到的。因此，我们不希望除了温度变化外，任何其他不需要的变化来改变导线的电阻。
这对于在工厂运行期间进行RTD维护也非常有用。云母片放置在不锈钢护套和电阻丝之间，以提供更好的电绝缘。由于电阻丝中的应变较小，因此应小心地将其缠绕在云母片上。图2显示了工业电阻温度检测器的结构视图。
### RTD信号调理
我们可以在市场上买到这种RTD，但必须知道如何使用它以及如何制作信号调理电路，以便最小化引线误差和其他校准误差。在这种RTD中，电阻值相对于温度的变化非常小。
通过桥式电路确定RTD的电阻，其中提供恒定电流，并测量跨电阻的电压降以计算温度。该温度是通过使用校准表达式将RTD电阻值转换而得。下面的图示显示了RTD的不同模块。
在两线制RTD桥中，没有虚拟线。输出从剩余的两端取，如图3所示。但是，扩展线电阻非常重要，因为扩展线的阻抗可能会影响温度读数。在三线制RTD桥电路中，通过连接一根虚拟线C来最小化这种影响。
在三线制RTD中，如果A线和B线的长度和横截面积相同，则它们的阻抗效应相互抵消。虚拟线C则作为感测引线，用于测量电压降而不携带电流。在这些电路中，输出电压与温度成正比。因此，我们需要一个校准方程来找到温度。
### 三线制RTD电路的表达式
如果我们知道VS和VO的值，我们可以找到Rg，然后使用校准方程找到温度值。现在假设R1 = R2：
如果R3 = Rg；那么VO = 0，桥路平衡。这可以通过手动完成，但如果不想手动计算，可以直接解方程3得到Rg的表达式。
这个表达式假设引线电阻RL = 0。假设RL存在的情况下，Rg的表达式变为：
因此，由于RL电阻的存在，RTD电阻值会有误差。这就是为什么我们需要通过连接一根虚拟线C来补偿RL电阻，如图4所示。
### RTD的局限性
在RTD电阻中，设备本身会产生I2R功率损耗，导致轻微的加热效应。这称为RTD自热。这也可能导致错误读数。因此，通过RTD电阻的电流必须保持足够低且恒定，以避免自热。
Assistant: Mi az ellenállásos hőmérsékletmérő? Ellenállásos hőmérsékletmérő definíció Az ellenállásos hőmérsékletmérő (más néven ellenállásos termométer vagy RTD) olyan elektronikus eszköz, amely egy vezeték ellenállásának mérésével határozza meg a hőmérsékletet. Ez a vezeték hőmérséklet érzékelőnek számít. Ha nagy pontossággal szeretnénk mérni a hőmérsékletet, az RTD ideális megoldás, hiszen széles hőmérsékleti tartományban jól lineáris jellemzőket mutat. Más gyakori elektronikus eszközök, amelyek hőmérsékletet mérnek, a termopár és a termisztor. A fém ellenállásának változása a hőmérséklet változásával: Ahol, Rt és R0 az ellenállás értéke toC és t0oC hőmérsékleten. α és β állandók, amelyek a fémektől függően változnak. Ez a kifejezés nagy hőmérsékleti tartományra vonatkozik. Kisebb hőmérsékleti tartományra a kifejezés a következő lehet: Az RTD eszközök gyakran használnak réz, nikkel és platín fémeket. Minden fém egyedi ellenállás-változást mutat a hőmérséklet változásaihoz, amit ellenállás-hőmérséklet jellemzőknek nevezünk. A platín hőmérsékleti tartománya 650oC, a réz és a nikkel pedig rendre 120oC és 300oC. Az 1. ábra a három különböző fém ellenállás-hőmérséklet jellemzői görbéjét mutatja. A platín esetében az ellenállása kb. 0,4 ohmért megnő minden fok Celsius fokonként. Az RTD-ben használt platín tisztaságát az R100 / R0 arány alapján ellenőrizhetjük. Az anyagban lévő vegyületek eltérés okozhatják a várható ellenállás-hőmérséklet grafikon eltéréseit, ami befolyásolja az α és β értékeket, amelyek a fémhez specifikusak. Ellenállásos hőmérsékletmérő (RTD) szerkezete A szerkezet tipikusan úgy van, hogy a vezeték csavart formában van becsavarva egy mica keretbe, hogy kis méretű legyen, javítsa a hővezetést, csökkentse a válaszidőt, és nagy hőátadási sebességet biztosítson. Az ipari RTD-k esetében a csavart egy锈钢保护套或保护管中。这样，当导线随温度变化膨胀并增加长度时，物理应变可以忽略不计。如果导线上的应变增加，那么张力也会增加。因此，导线的电阻会发生不必要的变化，这是我们不希望看到的。因此，我们不希望除了温度变化外，任何其他不需要的变化来改变导线的电阻。
这对于在工厂运行期间进行RTD维护也非常有用。云母片放置在不锈钢护套和电阻丝之间，以提供更好的电绝缘。由于电阻丝中的应变较小，因此应小心地将其缠绕在云母片上。图2显示了工业电阻温度检测器的结构视图。
### RTD信号调理
我们可以在市场上买到这种RTD，但必须知道如何使用它以及如何制作信号调理电路，以便最小化引线误差和其他校准误差。在这种RTD中，电阻值相对于温度的变化非常小。
通过桥式电路确定RTD的电阻，其中提供恒定电流，并测量跨电阻的电压降以计算温度。该温度是通过使用校准表达式将RTD电阻值转换而得。下面的图示显示了RTD的不同模块。
在两线制RTD桥中，没有虚拟线。输出从剩余的两端取，如图3所示。但是，扩展线电阻非常重要，因为扩展线的阻抗可能会影响温度读数。在三线制RTD桥电路中，通过连接一根虚拟线C来最小化这种影响。
在三线制RTD中，如果A线和B线的长度和横截面积相同，则它们的阻抗效应相互抵消。虚拟线C则作为感测引线，用于测量电压降而不携带电流。在这些电路中，输出电压与温度成正比。因此，我们需要一个校准方程来找到温度。
### 三线制RTD电路的表达式
如果我们知道VS和VO的值，我们可以找到Rg，然后使用校准方程找到温度值。现在假设R1 = R2：
如果R3 = Rg；那么VO = 0，桥路平衡。这可以通过手动完成，但如果不想手动计算，可以直接解方程3得到Rg的表达式。
这个表达式假设引线电阻RL = 0。假设RL存在的情况下，Rg的表达式变为：
因此，由于RL电阻的存在，RTD电阻值会有误差。这就是为什么我们需要通过连接一根虚拟线C来补偿RL电阻，如图4所示。
### RTD的局限性
在RTD电阻中，设备本身会产生I2R功率损耗，导致轻微的加热效应。这称为RTD自热。这也可能导致错误读数。因此，通过RTD电阻的电流必须保持足够低且恒定，以避免自热。
### Ellenállásos hőmérsékletmérő (RTD) szerkezete
A szerkezet tipikusan úgy van, hogy a vezeték csavart formában van becsavarva egy mica keretbe, hogy kis méretű legyen, javítsa a hővezetést, csökkentse a válaszidőt, és nagy hőátadási sebességet biztosítson. Az ipari RTD-k esetében a csavart egy rúdra vagy védőhuzalba helyezik.
Így, amikor a vezeték a hőmérséklet változásával kiterül és növekszik, a fizikai feszültség elhanyagolható. Ha a vezetéken lévő feszültség növekszik, akkor a feszültség is növekszik. Ekkor a vezeték ellenállása is változik, ami nem kívánt. Tehát, nem szeretnénk, hogy a vezeték ellenállása bármilyen más, nem hőmérsékleti változások miatt változzon.
Ez hasznos lehet az RTD karbantartásához, amikor a telep üzemel. A mica a rúd és a vezeték között helyezkedik el, jobb elektromos izoláció érdekében. Mivel a vezetékben kevés feszültség van, óvatosan kell becsavarva lennie a mica lemezre. A 2. ábra az ipari ellenállásos hőmérsékletmérő szerkezetét mutatja.
### RTD jelkondicionálása
Az RTD-t a piactéren megvásárolhatjuk, de tudnunk kell, hogyan használjuk, és hogyan készítsünk jelkondicionáló áramkört. Így minimalizálhatjuk a vezetékhiba és más kalibrációs hibákat. Az RTD-ben az ellenállás értékének változása a hőmérséklettől nagyon kicsi.
Az RTD ellenállását hídáramkörrel határozzák meg, ahol állandó áramot adnak, és a híd ellenállásán lévő feszültség-lejtést mérve számítják ki a hőmérsékletet. A hőmérsékletet a RTD ellenállás-értékének kalibrációs kifejezéssel történő konvertálásával határozzák meg. Az RTD különböző moduljai a következő ábrákon láthatók.
A kétvezetékű RTD hídban nincs dummy vezeték. A kimenet a maradék két végéről veszi, ahogy a 3. ábra mutatja. De a kiterjesztett vezeték ellenállásai nagyon fontosak, mert a kiterjesztett vezetékek impedanciája befolyásolhatja a hőmérsékleti olvasást. Ez a hatás a háromvezetékű RTD hídáramkörben csökkenthető, ha egy dummy vezetéket (C) kötünk be.
A háromvezetékű RTD-ben, ha az A és B vezetékek hossza és keretszelete azonos, akkor ellenállási hatásuk kiegyenlítik egymást. A dummy vezeték (C) akkor mérni fogja a feszültség-lejtést, anélkül, hogy áramot viselne. Ezekben az áramkörökben a kimeneti feszültség közvetlenül arányos a hőmérséklettel. Tehát, egy kalibrációs egyenletre van szükségünk a hőmérséklet meghatározásához.
### Háromvezetékű RTD áramkör kifejezései
Ha ismerjük a VS és VO értékeit, akkor megtalálhatjuk az Rg-ét, majd a kalibrációs egyenlet segítségével meghatározhatjuk a hőmérsékletet. Most tegyük fel, hogy R1 = R2:
Ha R3 = Rg; akkor VO = 0, és a híd egyensúlyban van. Ez kézzel tehető meg, de ha nem szeretnénk kézzel számolni, akkor csak megoldhatjuk az 3. egyenletet, hogy megtaláljuk az Rg kifejezését.
Ez a kifejezés azt feltételezi, hogy a vezeték ellenállása (RL) = 0. Ha RL jelen van, akkor az Rg kifejezése a következő lesz:
Tehát, a RTD ellenállás-értékében hiba van RL ellenállás miatt. Ezért szükség van a RL ellenállás kompenzálására, ahogyan már említettük, egy dummy vezeték (C) kapcsolásával, ahogy a 4. ábra mutatja.
### RTD korlátai
Az RTD ellenállásában a berendezés saját I2R teljesítményvesztesége okoz egy enyhe hőt, ami hőmérsékleti hibát eredményez. Ez az RTD saját hőtétje. Ez hibás olvasást okozhat. Tehát, az RTD ellenállásán áthaladó áramot elégségesen alacsonynak és állandónak kell tartani, hogy elkerüljük a saját hőtétet.
