რის არის წინაღობის ტემპერატურის დეტექტორი?

რითია ტემპერატურის დეტექტორი შენიღბულობით?

ტემპერატურის დეტექტორი შენიღბულობითის განმარტება

ტემპერატურის დეტექტორი შენიღბულობით (ასევე ცნობილი როგორც შენიღბულობითი თერმომეტრი ან RTD) არის ელექტრონული მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება ტემპერატურის დასადგენად ელექტროკაბელის შენიღბულობის ზომით. ამ კაბელს ეძახიან ტემპერატურის სენსორი. თუ გვინდა ტემპერატურის ზუსტი ზომა, RTD არის იდეალური გადაწყვეტილება, რადგან ის არის კარგი ლინეარული მახასიათებლები ფართო ტემპერატურის შუალედში. სხვა ჩვეულებრივი ელექტრონული მოწყობილობები, რომლებიც გამოიყენება ტემპერატურის ზომაში, შეიძლება იყოს თერმოკუპლი ან თერმისტორი.

მეტალის შენიღბულობის ცვლილება ტემპერატურის ცვლილებასთან ერთად მოიცემა შემდეგი განტოლებით,

სადაც, Rt და R0 არის შენიღბულობის მნიშვნელობები t°C და t0°C ტემპერატურებზე. α და β არიან მუდმივები, რომლებიც დამოკიდებულია მეტალებზე.ეს განტოლება ფართო ტემპერატურის შუალედისთვის. პატარა ტემპერატურის შუალედისთვის განტოლება შეიძლება იყოს,

RTD მოწყობილობები ჩვეულებრივ გამოიყენებენ მეტალებს, როგორიცაა თითოეული მეტალი აქვს უნიკალური შენიღბულობის ცვლილებები, რომლებიც შესაბამისია ტემპერატურის ცვლილებებს, რაც ცნობილია როგორც შენიღბულობა-ტემპერატურის მახასიათებლები.

პლატინას ტემპერატურის შუალედია 650°C, ხოლო თუთოეული კუპრის და ნიკელის შესაბამისად 120°C და 300°C. ფიგურა 1 აჩვენებს სამი სხვადასხვა მეტალის შენიღბულობა-ტემპერატურის მახასიათებლების კურვი. პლატინისთვის მისი შენიღბულობა ცვლის თადრობით 0.4 ომი თითოეული ტემპერატურის გრადუსის შესაბამისად.

პლატინის სუფთაობა RTD-ში ვერიფიცირდება R100 / R0 შეფარდებით. მასალაში არსებული ნაბიჯები გამოიწვევს შენიღბულობა-ტემპერატურის გრაფიკიდან გადახრას, რაც არის მეტალის სპეციფიკური α და β მნიშვნელობები.

ტემპერატურის დეტექტორი შენიღბულობით ან RTD-ის კონსტრუქცია

კონსტრუქცია ჩვეულებრივ ისეთია, რომ კაბელი ხარისხება ფორმაზე (კოილში) მიჭერილი მიკას კრესის ჩანთაზე, რათა მისი ზომები შეიცილდეს, თერმალური მიმართულების უკეთესირებით და პასუხის დროს შეიცილდეს. ინდუსტრიულ RTD-ში კოილი დაცულია სტანლესის სარქელით ან დაცული ტუბით.

ასე რომ, ფიზიკური სტრესი უმცირესია, როგორც კაბელი გაიზრდება და ზრდის ტემპერატურის ცვლილებით. თუ კაბელზე სტრესი ზრდას იწყებს, კიდევ ერთი ტენსია იზრდება. ამიტომ კაბელის შენიღბულობა ცვლის, რაც არასასურველია. ასე რომ, ჩვენ არ გვინდა კაბელის შენიღბულობის ცვლილება რომელიმე სხვა არასასურველი ცვლილებით, გარდა ტემპერატურის ცვლილებით.

ეს ასევე სასარგებლოა RTD-ის მრჩევლობისთვის, როდესაც ფაბრიკა მუშაობს. მიკა არის დაფარული სტანლესის სარქელსა და შენიღბულობის კაბელს შორის უკეთესი ელექტრონული იზოლაციისთვის. შენიღბულობის კაბელზე ნაკლები სტრესის გამო, ის უნდა დაფარული იყოს მიკის ფურცელზე. ფიგურა 2 აჩვენებს ინდუსტრიული ტემპერატურის დეტექტორის შენიღბულობით სტრუქტურულ ხედს.

RTD-ის სიგნალის დამზადება

ჩვენ შეგვიძლია ეს RTD მოვძებნოთ ბაზარზე. მაგრამ ჩვენ უნდა ვიცოდეთ პროცედურა, როგორ გამოვიყენოთ და როგორ დავამზადოთ სიგნალის დამზადების შექმნა. ასე რომ, შეგვიძლია შევამციროთ ლიდის კაბელის შეცდომები და სხვა კალიბრაციის შეცდომები. ამ RTD-ში შენიღბულობის ცვლილება ძალიან პატარაა ტემპერატურის შესაბამისად.

RTD-ის შენიღბულობა განისაზღვრება ხიდის ქვეშ, სადაც მუდმივი ელექტრო დენი არის და ვოლტის დარჩენა რეზისტორზე ზომავენ, რათა გამოთვალონ ტემპერატურა. ეს ტემპერატურა განისაზღვრება შენიღბულობის მნიშვნელობის კალიბრაციის განტოლებით. სხვა RTD-ის მოდულები აჩვენებულია ქვემოთ მოცემულ ფიგურებში.

ორი კაბელის RTD ხიდში დამხმარე კაბელი არ არის არსებული. შემდეგი მართი კაბელის მიხედვით შემდეგი ტოლი არის როგორც არის ჩანს ფიგურა 3-ში. მაგრამ გაფართოების კაბელების შენიღბულობა ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან გაფართოების კაბელების იმპედანსი შეიძლება გავლენა იქონიოს ტემპერატურის შესაბამისად. ეს ეფექტი შეიძლება შემცირდეს სამი კაბელის RTD ხიდში დამხმარე კაბელი C-ით დაკავშირებით.

სამი კაბელის RTD-ში, თუ A და B კაბელები ტოლია სიგრძეში და სიმრტყეში, მათი იმპედანსის ეფექტები დაბრუნდება ერთმანეთს. დამხმარე კაბელი C მაშინ მოიცავს ვოლტის დარჩენის ზომას დენის გარეშე. ამ შექმნებში, გამოვადეგი ვოლტი პროპორციულია ტემპერატურას. ასე რომ, ჩვენ გვჭირდება ერთი კალიბრაციის განტოლება ტემპერატურის პოვნასთვის.

სამი კაბელის RTD შექმნის განტოლებები

თუ ჩვენ ვიცით VS და VO მნიშვნელობები, ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ Rg და შემდეგ ვიპოვოთ ტემპერატურის მნიშვნელობა კალიბრაციის განტოლებით. ახლა, ვთქვათ R1 = R2:

თუ R3 = Rg; მაშინ VO = 0 და ხიდი ბალანსირებულია. ეს შეიძლება დავამატოთ ხელით, მაგრამ თუ ჩვენ არ გვინდა დავამატოთ ხელით გამოთვლა, ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ განტოლება 3, რათა მივიღოთ Rg-ის განტოლება.

ეს განტოლება შედგება, როდესაც ლიდის რეზისტენტი RL = 0. თუ RL არსებულია რაიმე სიტუაციაში, მაშინ Rg-ის განტოლება ხდება,

ასე რომ, არსებობს შეცდომა RTD-ის შენიღბულობის მნიშვნელობაში რეზისტენტის RL გამო. ამიტომ ჩვენ უნდა ვაკომპენსოთ RL რეზისტენტი როგორც უკვე გვინდა, დამხმარე ხაზი 'C'-ით როგორც არის ჩანს ფიგურა 4-ში.

RTD-ის შეზღუდვები

RTD-ის შენიღბულობაში იქნება I2R ენერგიის დაკარგვა მოწყობილობის თავიდან, რაც იწვევს მცირე გათბობას. ეს ეწოდება თავდაცვა RTD-ში. ეს შეიძლება გამოიწვიოს შეცდომა დაკავშირებაში. ასე რომ, ელექტრო დენი RTD-ის შენიღბულობაზე უნდა იყოს საკმარისად დაბალი დ