Nini ni Kitambulisha Joto ya Upinzani?
Ni wapi ni Resistance Temperature Detector?
Maana ya Resistance Temperature Detector
Resistance Temperature Detector (kwa kawaida unatafsiriwa kama Resistance Thermometer au RTD) ni kifaa cha kiwahilishi kinachotumika kutathmini joto kwa kuhesabu upimaji wa mtandao wa umeme. Mtandao huu unatafsiriwa kama sensori ya joto. Ikiwa tunataka kupima joto kwa ujasiri mkubwa, RTD ni suluhisho bora, kwa sababu ina tabia za mstari mzuri kwa ukubwa wa mapema ya joto. Vifaa vingine vinavyotumiwa sana kupima joto ni thermocouple au thermistor.
Mabadiliko ya upimaji wa chuma na mabadiliko ya joto yanayotolewa kama,
Hapa, Rt na R0 ni thamani za upimaji kwenye toC na t0oC joto. α na β ni maadili yasiyozitumika yanayebainika kutokana na chuma.Muono huu unatofautiana kwa ukubwa wa mapema ya joto. Kwa mapema ndogo za joto, muono anaweza kuwa,
Vifaa vya RTD huongezeka kutumia chuma kama Copper, Nickel, na Platinum. Kila chuma lina mabadiliko maalum ya upimaji ambayo husambana na mabadiliko ya joto, iliyotajwa kama resistance-temperature characteristics.
Platinum ana faida ya joto ya 650oC, na Copper na Nickel wanafaidika kwa 120oC na 300oC kwa kuzoto. Fig.1 inaonyesha mzunguko wa resistance-temperature characteristics wa chuma mbili. Kwa Platinum, upimaji wake unabadilika kwa takriban 0.4 ohms kwa daraja moja la Celsius ya joto.
Ufanisi wa platinum katika RTDs unathibitishwa kwa kianzio R100 / R0. Impurities katika matumizi hayo huwasilisha hatari kwenye grafu ya kutarajiwa ya upimaji-temperature, kusababisha mabadiliko ya α na β vilivyotajwa kwa chuma.
Ujenzi wa Resistance Temperature Detector au RTD
Ujenzi unatofautiana kwa njia gani mtandao unaorudiwa kwenye form (katika coil) kwenye mfululizo wa mica ili kupata saizi ndogo, kukubo kwa uraibu wa joto kureduka muda wa majibu na kupata mlinganyo wa moto wa juu. Katika RTD za kiuchumi, coil unapopokea kwa mchakato wa steel au tube ya protection.
Kwa hiyo, upungufu wa nguvu fiziki unaweza kujihisi kama mtandao unapopanda na kongota urefu wa mtandao kwa mabadiliko ya joto. Ikiwa upungufu wa mtandao unapongezeka, basi tension ipoingezeka. Kwa sababu hiyo, upimaji wa mtandao utabadilika ambayo si nzuri. Hivyo, hatuna furaha ya kubadilisha upimaji wa mtandao kwa mabadiliko yoyote isiyotumika isipokuwa mabadiliko ya joto.
Hii pia ni muhimu kwa ajili ya huduma ya RTD wakati eneo linakua ni kimataifa. Mica inapatikana kati ya steel sheath na resistance wire kwa ajili ya insulation ya umeme bora. Kwa sababu ya upungufu mdogo wa resistance wire, lazima iwe rangi mzuri kwenye mica sheet. Fig.2 inaonyesha mtazamo wa ujenzi wa Resistance Temperature Detector ya kiuchumi.
Signal Conditioning ya RTD
Tunaweza kupata RTD hii katika soko. Lakini tunapaswa kujua njia ya kutumia na jinsi ya kutengeneza circuitry ya signal conditioning. Kwa hivyo, virutubisho vya lead wire na mabadiliko mengine ya calibration yanaweza kuridhika. Katika RTD hii, mabadiliko ya upimaji ni machache kwa undani kwa sababu ya joto.
Upimaji wa RTD unatumika kwa kutumia bridge circuit, ambapo umeme wa kawaida unatolewa na voltage drop kwenye resistor anapelekwa kutathmini joto. Joto hili linatathmini kwa kutumia thamani ya upimaji wa RTD kwa kutumia muono wa calibration. Modules tofauti za RTD zinatonyeswa kwenye fig. zifuatazo.
Katika Bridge ya RTD ya mitandao miwili, mtandao wa dummy haupatikani. Output unatolewa kutoka kwenye mwisho wa mitandao miwili kama inavyoonyeshwa kwenye fig.3. Lakini resistance za extension wires ni muhimu sana kutathmini, kwa sababu impedance za extension wires zinaweza kuathiri kinyume cha joto. Hii athari inaridhika kwenye bridge circuit ya RTD ya mitandao mitatu kwa kutumia mtandao wa dummy C.
Katika RTD ya mitandao mitatu, ikiwa mitandao A na B ni sawa kwa urefu na cross-sectional area, athari zao za impedance zinaweza kuhusu. Mtandao wa dummy C kisha hutumika kama sensing lead kuthibitisha voltage drop bila kuleta umeme. Katika circuits hizi, output voltage ni kulingana na joto. Hivyo, tunahitaji equation moja ya calibration kutathmini joto.
Expressions for a Three Wires RTD Circuit
Ikiwa tunajua thamani za VS na VO, tunaweza kupata Rg na kisha tunaweza kupata thamani ya joto kwa kutumia equation ya calibration. Sasa, tuangalie R1 = R2:
Ikiwa R3 = Rg; basi VO = 0 na bridge imeelekezwa. Hii inaweza kufanyika kwa mikono, lakini ikiwa hatuna furaha ya kufanya hisabati kwa mikono, tunaweza tu kutatua equation 3 kupata expression ya Rg.
Expression hii ina maana, ikiwa resistance ya lead RL = 0. Supose, ikiwa RL inapatikana katika hali fulani, basi expression ya Rg inakuwa,
Hivyo, kuna hitilafu katika thamani ya upimaji wa RTD kwa sababu ya resistance ya RL. Kwa hivyo, tunahitaji kuhamasisha resistance ya RL kama tulikuwa tumia kwa kutumia mtandao wa dummy 'C' kama inavyoonyeshwa kwenye fig.4.
Matukio ya RTD
Katika upimaji wa RTD, itakuwa na I2R power dissipation kwa kifaa kisichotumika ambayo huhasiriwa kwa heating effect kidogo. Hii inatafsiriwa kama self-heating kwenye RTD. Hii inaweza kusababisha kinyume cha joto lisilo sahihi. Hivyo, umeme unaoenda kwenye upimaji wa RTD lazima awe chache na kawaida kurekebisha self-heating.
