RTD-ներ և թերմոկուպլերներ. Հիմնական ջերմունակության սենսորներ
RTD-ները (Resistance Temperature Detectors) և թերմոկուպլերները երկու հիմնական տեսակի ջերմության սենսորներ են: Երբեմն դրանք օգտագործվում են ջերմության չափման հիմնական ֆունկցիայի համար, սակայն դրանց գործողության սկզբունքները կար trọng տարբեր են:
RTD-ները հիմնված են մի մետաղային էլեմենտի էլեկտրական դիմադրության կանխատեսելի փոփոխության վրա ջերմության փոփոխման հետ: Մի կողմից, թերմոկուպլերները գործում են Սեբեկի էֆեկտի հիման վրա, որտեղ երկու տարբեր մետաղների միացման կետում առաջացնում են լարում (էլեկտրոմոտիվ ուժ, EMF), որը համապատասխանում է ջերմության տարբերությանը:
Այս երկու սենսորների այլ ընդունված ջերմության չափման սարքեր են թերմոստատները և թերմիստորները: Ընդհանուր առմամբ, ջերմության սենսորները գործում են ֆիզիկական փոփոխությունների հայտնաբերման հիման վրա, ինչպիսիք են դիմադրությունը կամ լարումը, որոնք համապատասխանում են համակարգի ջերմային էներգիային: Օրինակ, RTD-ներում դիմադրության փոփոխությունները համապատասխանում են ջերմության փոփոխություններին, մինչդեռ թերմոկուպլերներում EMF-ի փոփոխությունները ցույց են տալիս ջերմության փոփոխությունները:
Ներքևում մենք հեռացնում ենք RTD-ների և թերմոկուպլերների հիմնական տարբերությունները, դիմելով նրանց հիմնական գործողության սկզբունքների այն կողմը:
RTD-ի սահմանումը
RTD-ն նշանակում է Resistance Temperature Detector: Այն ջերմությունը չափում է մետաղային սենսոր էլեմենտի էլեկտրական դիմադրության չափման հիման վրա: Ջերմության աճի հետ մետաղային լարի դիմադրությունը աճում է, իսկ ջերմության նվազման դեպքում նվազում: Այս կանխատեսելի դիմադրություն-ջերմություն հարաբերությունը lehetővé teszi a pontos hőmérsékletmérését:
RTD-ների կառուցման համար հաճախ օգտագործվում են այն մետաղները, որոնց դիմադրություն-ջերմություն կորերը լավ հայտնի են: Ընդհանուր օգտագործվող նյութերն են ոսկի, նիկել և պլատինա: Պլատինան ամենահայտնի է իր լավ կայունության և գծայնության պատճառով լայն ջերմության շրջանում (սովորաբար -200°C-ից մինչև 600°C): Նիկելը, որն էլ է ավելի էconomical, ներկայացնում է ոչ գծային վարք 300°C-ից վեր, սահմանափակելով իր օգտագործումը:
Թերմոկուպլերի սահմանումը
Թերմոկուպլերը թերմոէլեկտրիկ սենսոր է, որը ջերմության տարբերությունների հետ պատասխանում է լարում Սեբեկի էֆեկտի հիման վրա: Այն կազմված է երկու տարբեր մետաղային լարերից, որոնք միացված են մի ծայրից (չափման միացման կետ): Երբ այս միացման կետը հանձնվում է ջերմության, առաջացնում է լարում, որը համապատասխանում է չափման միացման և հղում (քաղցր) միացման կետերի միջև ջերմության տարբերությանը:
Տարբեր մետաղային կոմբինացիաները տալիս են տարբեր ջերմության շրջաններ և ելքային բնութագրեր: Ամենաընդունված տեսակներն են.
Տիպ J (Երկաթ-Կոնստանտան)
Տիպ K (Քրոմել-Ալումել)
Տիպ E (Քրոմել-Կոնստանտան)
Տիպ B (Պլատինա-Ռոդիում)
Այս ստանդարտացված տեսակները թույլ են տալիս թերմոկուպլերներին գործել լայն ջերմության շրջանում, սովորաբար -200°C-ից մինչև 2000°C-ից ավելի, դարձնելով դրանք համապատասխան բարձր ջերմության կիրառումների համար: Թերմոկուպլերները նաև հայտնի են որպես թերմոէլեկտրիկ թերմոմետրներ:
RTD-ների և թերմոկուպլերների հիմնական տարբերությունները
Ամփոփում
RTD-ները և թերմոկուպլերները ներկայացնում են կարողացուցիչ առավելություններ և սահմանափակումներ, դարձնելով դրանք համապատասխան տարբեր կիրառումների համար: RTD-ները ընտրվում են այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է բարձր ճշգրտություն, կայունություն և կրկնելիություն, ինչպիսիք են լաբորատորիայի և արտադրական գործընթացի կառավարումը: Թերմոկուպլերները իդեալական են այն կիրառումների համար, որտեղ պահանջվում է լայն ջերմության շրջան, արագ պատասխան և էկոնոմիկություն, հատկապես բարձր ջերմության միջավայրերում: Այս երկու սենսորների ընտրությունը վերջնականապես կախված է կիրառման հատուկ պահանջներից, ներառյալ ջերմության շրջանը, ճշգրտությունը, պատասխանի ժամանակը և բյուջը:
