Kas ir ūdenskrituma temperatūras detektors?
Kas ir temperatūras mērītājs ar pretestību?
Temperatūras mērītāja ar pretestību definīcija
Temperatūras mērītājs ar pretestību (arī pazīstams kā pretestības termometrs vai RTD) ir elektronisks ierīce, kas izmanto elektrovielas pretestības mērīšanu, lai noteiktu temperatūru. Šo vielu sauc par temperatūras sensoru. Ja vēlamies mērīt temperatūru ar augstu precizitāti, RTD ir ideālais risinājums, jo tā charakteristikas ir labi lineāras plašā temperatūras diapazonā. Citi bieži izmantotie elektroniskie ierīces temperatūras mērīšanai ietver termokoppli vai termistoru.
Metāla pretestības izmaiņa atkarībā no temperatūras dota kā,
Kur Rt un R0 ir pretestības vērtības toC un t0oC temperatūrās. α un β ir konstantes, kas atkarīgas no metāliem. Šī izteiksme piemērota lielam temperatūras diapazonam. Maziem temperatūras diapazoniem izteiksme var būt,
RTD ierīces bieži izmanto metālus, piemēram, Varš, Nikeli un Platīnu. Katrs metāls ir savas unikālas pretestības izmaiņas, kas atbilst temperatūras izmaiņām, ko sauc par pretestības-temperatūras īpašībām.
Platīna ir pieejama līdz 650oC, bet Varš un Nikelis atbilstoši 120oC un 300oC. Figura 1 parāda trīs dažādu metālu pretestības-temperatūras īpašību krivās. Platīnai tās pretestība mainās aptuveni 0,4 omā uz katru grādu pēc Cesija temperatūras skalas.
Platīnas čistotā RTDs verificē ar rādītāju R100 / R0. Materiālā esošie piesārņojumi rada novirzes no gaidāmajām pretestības-temperatūras diagrammām, ietekmējot specifiskos metālam α un β vērtības.
Temperatūras mērītāja ar pretestību vai RTD konstrukcija
Konstrukcija parasti ir tāda, ka viela ir apvilkta formā (spīdulē) uz notīkuma mika krekla, lai sasniegtu mazu izmēru, uzlabojot termisko vedītspēju, samazinot reakcijas laiku un iegūstot augstu siltumstrādes ātrumu. Industrijas RTD spīdulis tiek aizsargāts ar nerūstīga plāksnes sheath vai aizsardzības ceļu.
Tādējādi, fiziskais strādājums ir neliels, jo, kad viela paplašinās un palielinās garums ar temperatūras maiņu. Ja strādājums uz vielas palielinās, tad spriegums palielinās. Tādējādi, vielas pretestība mainīsies, kas nav vēlamāk. Tāpēc, mēs nevēlamies, lai vielas pretestība mainītos nevienā citā nevēlamā veidā, izņemot temperatūras maiņu.
Tā ir arī noderīga RTD uzturēšanai, kad rīkotnes darbojas. Mika tiek ievietota starp nerūstīgo plāksnes sheath un pretestības vielu, lai uzlabotu elektrisko izolāciju. Tā kā pretestības viela mazāk strādā, tā jāapvij rūpīgi virs mikas lapas. Fig.2 parāda industriālā Temperatūras mērītāja ar pretestību strukturālo skatu.
Signāla apstrāde RTD
Mēs varam iegādāties šo RTD tirgū. Bet mums jāzina, kā to izmantot un kā izveidot signāla apstrādes shēmu. Tādējādi, var samazināt vadu kļūdas un citas kalibrācijas kļūdas. Šajā RTD pretestības vērtības izmaiņas ir ļoti mazas attiecībā pret temperatūru.
RTD pretestība tiek noteikta, izmantojot mostu shēmu, kur tiek piegādāts pastāvīgs elektriskais strāva un mērīts sprieguma nomiers pa pretestības elementu, lai aprēķinātu temperatūru. Šī temperatūra tiek noteikta, pārveidojot RTD pretestības vērtību, izmantojot kalibrācijas izteiksmi. Dažādi RTD moduļi ir parādīti zemāk minētajos attēlos.
Divos vadi RTD mostā, dummy vads nav. Izvade tiek ņemta no atlikušajām divām galām, kā parādīts fig.3. Tomēr, paplašinājuma vada pretestības ir ļoti svarīgi ņemt vērā, jo paplašinājuma vada impedancija var ietekmēt temperatūras lasījumu. Šī efekta samazināšana trim vadi RTD mosta shēmā notiek, savienojot dummy vadi C.
Trīs vadi RTD, ja vadi A un B ir vienādi garumi un šķērsgriezuma platība, to impendence efekti neutralizē viens otru. Dummy vadi C tad darbojas kā mērīšanas vadi, lai mērītu sprieguma nomieru bez strāvas. Šajās shēmās, izvades spriegums ir tieši proporcionāls temperatūrai. Tāpēc, mums ir nepieciešama viena kalibrācijas vienādojums, lai atrastu temperatūru.
Izteiksmes trīs vadi RTD shēmai
Ja mēs zinām VS un VO vērtības, mēs varam atrast Rg un pēc tam mēs varam atrast temperatūras vērtību, izmantojot kalibrācijas vienādojumu. Tagad, pieņemsim, ka R1 = R2:
Ja R3 = Rg; tad VO = 0 un mosts ir līdzsvars. To var izdarīt manuāli, bet, ja mēs nevēlamies veikt manuālus aprēķinus, mēs varam vienkārši atrisināt 3. vienādojumu, lai iegūtu Rg izteiksmi.
Šī izteiksme pieņem, ka, kad vadu pretestība RL = 0. Pieņemsim, ja RL ir klāt situācijā, tad Rg izteiksme kļūst,
Tātad, ir kļūda RTD pretestības vērtībā, tāpēc, ka RL pretestība. Tāpēc, mums ir jākompenso RL pretestība, kā mēs jau esam apsprieduši, savienojot dummy līniju 'C', kā parādīts fig.4.
RTD ierobežojumi
RTD pretestībā būs I2R jaudas izraisījums, kas izraisa mierīgu sildīšanos. Tas saukts par pašsildīšanos RTD. Tas var izraisīt nepareizu lasījumu. Tāpēc, elektriskā strāva caur RTD pretestību jānoturpina pietiekami zema un nemainīga, lai izvairītos no pašsildīšanās.
