Resistanctemperaturodetektilo aŭ RTD | Konstruado kaj Funkcioprinicipo

Kio estas RTD (Rezistanca Temperaturodetektilo)?

Rezistanca Temperaturodetektilo (ankaŭ konata kiel Rezistanca Termometro aŭ RTD) estas elektronika aparato uzata por determini la temperaturon per mezurado de la rezisteco de elektra drato. Tiu drato estas referita kiel temperaturasensoro. Se ni volas mezuri la temperaturon kun alta precizeco, RTD estas la ideala solvo, ĉar ĝi havas bonajn linearan karakterizojn super larĝa gamo de temperaturoj. Aliaj komunaj elektronikaj aparatoj uzitaj por mezuri la temperaturon inkluzivas termokopilon aŭ termistoron.

La vario de la rezisteco de la metalo kun la vario de la temperaturo estas donita kiel,

Kie, Rt kaj R0 estas la rezistecvaloroj je toC kaj t0oC temperaturoj. α kaj β estas konstantoj kiuj dependas de la metaloj.

Tiu esprimo validas por grandega gamo de temperaturoj. Por malgranda gamo de temperaturoj, la esprimo povas esti,

En RTD-aparatoj; Kupro, Nikelo kaj Platino estas vaste uzataj metaloj. Ĉi tiuj tri metaloj havas malsamajn rezistancajn variojn respektive al la temperaturaj varioj. Tio estas nomata kiel rezistanca-temperatura karakterizaĵo.

Platino havas la temperaturan gamon de 650oC, kaj tiam la Kupro kaj Nikelo havas 120oC kaj 300oC respektive. La figuro-1 montras la rezistanca-temperaturan karakterizaĵon de la tri malsamaj metaloj. Por Platino, ĝia rezisteco ŝanĝiĝas proksimume je 0.4 ohmoj por grado Celsia de temperaturo.

La pureco de la platino estas kontrolata per mezurado de R100 / R0. Ĉar, ajna materialo kiun ni efektive uzas por farado de la RTD devus esti pura. Se ĝi ne estos pura, ĝi devias de la konvencia rezistanca-temperatura grafiko. Do, la valoroj de α kaj β ŝanĝiĝos depende de la metaloj.

Konstruo de Rezistanca Temperaturodetektilo aŭ RTD

La konstruo estas tipike tia ke la drato estas envolvita sur formo (en spiralo) sur notĉa mika kruciĝforma kadro por atingi malgrandan grandon, plibonigante la termalcondutivon por malkreski la respondotempon kaj alta calorflua rapido estas atingita. En la industria RTD, la spiralo estas protektata per nerostiga ŝtala sheato aŭ protekttubo.

Do, la fizika streĉo estas neglektebla kiam la drato etendiĝas kaj plilongiĝas kun la temperaturŝanĝo. Se la streĉo sur la drato pligrandiĝas, tiam la tensio pligrandiĝas. Pro tio, la rezisteco de la drato ŝanĝiĝos, kio estas nedezirinda. Do, ni ne volas ŝanĝi la rezistecon de la drato pro iu ajn aliaj nedezirindaj ŝanĝoj krom la temperaturaj ŝanĝoj.
Tio ankaŭ utilas por la manĝajo de RTD dum la planto funkcias. Miko estas metita inter la ŝtal-sheato kaj la rezistanca drato por pli bona elektra izolado. Pro malgranda streĉo en la rezistanca drato, ĝi devus esti zorge envolvita super la mika folio. La fig.2 montras la strukturan vidon de Industria Rezistanca Temperaturodetektilo.

Signal-Kondiĉigo de RTD

Ni povas havi ĉi tiun RTD en la merkato. Sed ni devas scii la proceduron kiel uzi ĝin kaj kiel fari la signal-kondiĉigan cirkviton. Do, la eraroj de la kondukdratoj kaj aliaj kalibradaj eraroj povas esti minimumigitaj. En ĉi tiu RTD, la ŝanĝo en la rezistecvaloro estas tre malgranda relativ al la temperaturo.

Do, la RTD-valoro estas mezurata per uzo de pontcirkvito. Per provizo de konstanta elektra kuranto al la pontcirkvito kaj mezurado de la rezulta voltago falanta trans la rezistoro, la RTD-rezisteco povas esti kalkulata. Tiel, la temperaturo povas ankaŭ esti determinata. Ĉi tiu temperaturo estas determinata per konvertado de la RTD-rezistecvaloro uzante kalibradan esprimon. La malsamaj moduloj de RTD estas montritaj en subaj figuriloj.



En du-drata RTD-Ponto, la simila drato estas absenta. La eliro estas prenita de la restantaj du finoj kiel montrite en fig.3. Sed la rezisto de la etendadratoj estas tre grava esti konsiderata, ĉar la impedanco de la etendadratoj povas afekti la temperaturlegon. Ĉi tiu efekto estas minimumigita en tri-drata RTD-pontcirkvito per konektado de simila drato C.

Se la dratoj A kaj B estas prave egaligitaj en terminoj de longo kaj sekcioareo, tiam iliaj impedanc-effektoj nuligos sin ĉar ĉiu drato estas en kontraŭa pozicio. Do, la simila drato C funkcias kiel sencodrato por mezuri la voltagofalon trans la RTD-rezisteco kaj ĝi portas nenian kuranton. En ĉi tiuj cirkvitoj, la elira voltajo estas direktproporciana al la temperaturo. Do, ni bezonas unu kalibradan ekvacion por trovi la temperaturon.

Ekspressioj por Tri-Drata RTD-Cirkvito

Se ni scias la valorojn de VS kaj VO, ni povas trovi Rg kaj tiam ni povas trovi la temperaturvaloron uzante kalibradan ekvacion. Nun, asumu R1 = R2:

Se R3 = Rg; tiam VO = 0 kaj la ponto estas ekvilibrita. Ĉi tio povas esti farita manue, sed se ni ne volas fari manuan kalkulon, ni povas nur solvi la ekvacion 3 por ricevi la esprimon por Rg.

Ĉi tiu esprimo supozas, ke kiam la kondukrezisto RL = 0. Supozu, se RL estas prezentata en situacio, tiam la esprimo de Rg iĝas,

Do, estas eraro en la RTD-rezistecvaloro pro la RL-rezisto. Tial ni devas kompensi la RL-reziston kiel ni jam diskutis per konektado de unu simila liniulo 'C' kiel montrite en fig.4.