X’hi huwa l-Resistance Temperature Detector?

X’huwa l-Resistance Temperature Detector?

Definizzjoni tal-Resistance Temperature Detector

Il-Resistance Temperature Detector (anuknown bħal Resistance Thermometer jew RTD) huwa dispożitiv elettroniku użat biex jiddetermina t-tempertura permezz ta’ misurazzjoni tal-resistenza ta’ kavell elettriku. Dan il-kavell jiġi riferit bħala sensor ta’ tempertura. Jekk nixtiequ nimmisur it-tempertura b’assoluta preċiżjoni, l-RTD huwa s-soluzzjoni ideali, għax għandu karattristi lineari ħafna f’dawn ir-ranġi ta’ temperturi. Dispożitivi elettroniki oħra komuni użati biex jimmisru t-tempertura inklużu thermocouple jew thermistor.

It-tbissil tal-resistenza tal-metal mal-tbissil tal-tempertura jingħata skont,

Fejn, Rt u R0 huma valuri tal-resistenza fl-ittemp toC u t0oC rispettivament. α u β huma kostanti li jidher mill-metals.Dan l-espressjoni huwa għall-ranġ kbir ta’ temperturi. Għal ranġ żgħir ta’ temperturi, l-espressjoni tista’ tkun,

Id-dispożitivi RTD soliti jistgħu użu metals bħal Copper, Nickel, u Platinum. Kull metal għandu varjazzjonijiet unika tal-resistenza li jikkojaraw ma’ varjazzjonijiet fit-tempertura, magħrufa bħala karattristi resistanza-tempertura.

Il-Platinum għandu l-ranġ ta’ tempertura ta’ 650oC, wara dik Copper u Nickel għandhom 120oC u 300oC rispettivament. Il-figura-1 turi l-kurva tal-karattristi resistanza-tempertura tat-tliet metals differenti. Għal Platinum, t-tbissil tal-resistenza tiegħu jagħmel 0.4 ohms għal kull darja Celsius ta’ tempertura.

L-aċċessità tal-Platinum fil-RTDs tiverifikaw permezz tal-rapport R100 / R0. L-imperfezzjonijiet fl-ingredienti jkunu responsabbli għal devjazzjonijiet minn grafik tal-resistenza-tempertura attesa, affettando l-valuri speċifiċi ta’ α u β għal dak il-metal.

Konstruzzjoni tal-Resistance Temperature Detector jew RTD

Il-konstruzzjoni solita hi dan li l-kavell huwa avvolot fuq forma (fil-forma ta’ spira) fuq frame mika notat biex isseħħ iktar żgħir, jiżbed il-konduċtività termika biex tneħħi l-ħin ta’ reazzjoni u tneħħi l-trasferiment ta’ ħeft fis-silġ. Fil-RTD industriju, is-spira hija protetta bħal-lubien ta’ acciaju inossidabbli jew tub protezzjonali.

Biex il-strain fiziku ikun negliġibili meta l-kavell jispandu u jzid il-lunghezza tal-kavell mat-tbissil tal-tempertura. Jekk il-strain fuq il-kavell jzid, allura l-tensjoni tizid. B’hekk, l-resistenza tal-kavell tidher bidla mhux desiderata. Mhux nkunu narvolu biex l-resistenza tal-kavell tidher bidla minn xi bidliet oħrajn mhux desiderati l-ebda xitat illa l-bidliet fit-tempertura.

Dan huwa wkoll util għal manutenzjoni tal-RTD waqt li l-pjanta hija fi funzjon. Il-mika tipposti bejn il-lubien ta’ acciaju u l-kavell tal-resistenza għal isolazzjoni elettrika aħjar. Minħabba l-ebda strain fis-kavell tal-resistenza, huwa għandu jikkonvulga qishom fuq is-silġ tal-mika. Il-fig.2 turi l-viżjoni strutturale ta’ Resistance Temperature Detector Industrijali.

Kondizzjoni tal-Signal tal-RTD

Nistgħu nitqisu dan l-RTD fil-merkat. Però għandna noħroġ il-proċedura kif nużaw u kif nagħmlu l-kondizzjoni tal-signal. Biex, l-erruri tal-kavell u erruri oħra ta’ kalibratura jkunu minimizzati. Fl-RTD, il-bidla fil-valur tal-resistenza hija żgħira għal dejjem rispettivament għal tempertura.

Il-resistenza tal-RTD tintuża permezz ta’ circuit bridge, fejn kurrent elettriku konstant joffrut u l-drop tal-volt tal-kuntroll tal-resistenza jintuża biex jikkalkula t-tempertura. Din it-tempertura tintuża b’konverżjoni tal-valur tal-resistenza tal-RTD skont espressjoni ta’ kalibratura. Il-moduli differenti tal-RTD huma mostrati fil-figuri hawn taħt.

Fl-bridge ta’ RTD ta’ żewġ kavelli, il-kavell dummy mhux preżent. Il-output jintuża mill-liġħa tal-kavell rimanenti bħal ma turi l-figura-3. Però l-resistenzi tal-kavell tal-estensioni huma importanti li jkunu kunsiderati, għax l-impedenza tal-kavell tal-estensioni tista’ taħdem fuq il-leġen tal-tempertura. Dan l-effett jkun imminimizat fl-bridge ta’ RTD ta’ tliet kavelli permezz tal-konezzjoni ta’ kavell dummy C.

Fil-RTD ta’ tliet kavelli, jekk il-kavelli A u B huma identiċi fid-daqqa u l-area tas-silġ, effetti tal-impedenza tagħhom jinneutralizzaw wieħed l-ieħor. Il-kavell dummy C allura serves bħala kavell sensar biex jimmisru l-drop tal-volt mingħajr ma jkun kurrent. Fi dawn il-kirkit, il-volt tal-output huwa direttament proporzjonali għal tempertura. Allura, għandna equazzjoni ta’ kalibratura biex nittagħħal il-tempertura.

Espressjonijiet għal kirkit ta’ RTD ta’ tliet kavelli

Jekk nafu l-valuri ta’ VS u V_O, nistgħu nittagħħal Rg u allura nistgħu nittagħħal il-valur tal-tempertura skont equazzjoni ta’ kalibratura. Issa, assumu R₁ = R₂:

Jekk R₃ = R_g; allura V_O = 0 u l-bridge huwa bilanċjat. Dan jista’ jiġi f’mod manwali, però jekk ma nixtieqx najmexxu b’kalkolu manwali, nistgħu nissolvi l-equazzjoni 3 biex nittagħħal l-espressjoni għal R_g.

Dan l-espressjoni assumi, meta l-resistenza tal-kavell R_L = 0. Supponi, jekk RL huwa preżent, allura l-espressjoni ta’ R_g tivvjaġġa,

Allura, hemm erġa’ f’valur tal-resistenza tal-RTD għalhekk tal-R_L resistance. Li huwa saħħa li għandna nkompenswaw il-resistenza ta’ R_L bħal kif diskutajna qabel permezz tal-konezzjoni ta’ linja dummy ‘C’ bħal ma turi l-figura-4.

Limitazzjonijiet tal-RTD

Fl-resistenza tal-RTD, hemm dissipazzjoni tal-għajnuna I2R blis-silġ stess li jiġi kkawżat effett kbir qalbi. Din tiġi referita bħala self-heating fil-RTD. Dan jista’ jkun ukoll responsabbli għal leġen errata. Allura, il-kurrent elettriku permezz tal-resistenza tal-RTD għandu jikkonserva bass u konstant biex jiviti l-self-heating.