что это и где они применяются? — статьи компании «НПО РИЗУР»
05.10.2018
Термометр сопротивления
– это измерительный прибор, который изготавливается из металлической проволоки или пленки, намотанной на жесткий каркас, выполненный из кварца, фарфора или слюды, и заключенной в защитную оболочку (металлическую, кварцевую или стеклянную).
Используется такой термометр для измерения температуры в жидких и газообразных средах, в нагревательной технике, климатической и холодильной, а также в машиностроении, печестроении и т.п., поскольку имеет прямую зависимость электрического сопротивления от температуры.
Иными словами такие термометры еще называют терморезисторами, а также термисторами, так как основным чувствительным компонентом такого термометра является именно резистор, который изготовляется из различных материалов, что позволяет определить техпараметры термометра сопротивления, к примеру, область применения прибора или диапазон его рабочих температур.
Принцип действия такого агрегата заключается в изменении электрического сопротивления сплавов, чистых металлов (т.е. без примесей) и полупроводников с температурой.
Самыми распространенными термометрами сопротивления являются те, у которых установлены резисторы из платины. Это объясняется рядом преимуществ, которыми владеет этот материал. Во-первых, плюсом есть высокий температурный коэффициент сопротивления, что значительно облегчает работу с таким термометром. Во-вторых, преимуществом платинового резистора является высокая стойкость платины к окислению, что обеспечивает долгий срок службы прибора.
Платиновые терморезисторы отличаются минимальной погрешностью, именно поэтому такие агрегаты часто используют как инструмент для проверки. Эталонные термометры сопротивления изготавливаются из платины максимальной чистоты с коэффициентом температуры не менее 0,003925. Модельный ряд таких приборов достаточно широкий: существуют как модели различных размеров, так и модификации увеличенных температурных диапазонов.
Термометры сопротивления, изготовлены на основе напыленной пленки на подложку отличаются особой повышенной вибропрочностью и меньшим диапазоном рабочих измеряемых температур. Так, максимальный диапазон воспринимаемых температур для пленочных чувствительных элементов платиновых термисторов составляет 600 °C, а проволочных – 660 °C.
Применение термометров сопротивления
Термометры сопротивления используются, как правило, для измерения температуры в среде в диапазоне от -263 °C до +1000 °C. Важно, чтобы конструкция такого термистора была чувствительной и стабильной, чего будет достаточно для проведения замеров необходимой точности в определенном диапазоне температур при определенных условиях использования термометра (к примеру, благоприятные условия или неблагоприятные, такие как вибрации, агрессивные среды и т.п.).
Как правило, терморезисторы работают
вместе с логометрами, потенциометрами и измерительными мостами.
От
точности работы этих вспомогательных приборов зависит точность показаний
термометра сопротивления. Существуют также и различные виды таких
термометров: поверхностные, ввинчивающиеся, вставные, с
присоединительными проводами и байонетными соединениями.
Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!
Задать вопрос
Возврат к списку
Поделиться:
Как работают термометры сопротивления. Статьи. Поддержка. ТД Эталон
Измерение температуры – один из самых распространенных и важных параметров, контролируемых в любом технологическом процессе. И это не случайно, так как перегрев производственных систем грозит самыми разрушительными последствиями.
В целом, температуру измеряют различными способами, контактным и бесконтактным методами, при помощи термометров.
С особенностями использования термоэлектрических термометров или термопар вы можете ознакомиться в других наших статьях.
В этом материале рассмотрим, как устроены термометры сопротивления, на какие типы подразделяются, когда целесообразней использовать тот или иной вид ТС.
Принцип работы термопреобразователей сопротивления отражен в названии датчиков и основан на методе изменения электрического сопротивления в металлах, согласно которому, электрическое сопротивление элемента растет с увеличением температуры окружающей среды и наоборот.
Металлические проводники термометров сопротивления должны удовлетворять следующим условиям:
- Стабильность градуировочной характеристики;
- Взаимозаменяемость, то есть возможность замены вышедшего из строя датчика на аналогичный без повторной юстировки системы;
- Нечувствительность к малым примесям;
- Наилучшую линейность зависимости сопротивления от температуры;
- Высокое значение температурного коэффициента электрического сопротивления;
- Большое удельное сопротивление;
- Невысокая стоимость материала.
Известно, что чем чище металл, тем более он соответствует указанным требованиям.
Поэтому самыми распространенными металлами для изготовления термометров сопротивления являются платина Pt и медь Cu.
Межгосударственный стандарт ГОСТ 6651-94 «Термопреобразователи сопротивления. Общие технические условия» выделяет три типа термопреобразователей сопротивления.
Тип термопреобразователя | Номинальное сопротивление R0 при 0°C | Условное обозначение | Диапазон измеряемых | |
РФ | Международная | |||
Термометр сопротивления платиновый ТСП | 1 Ом 10 Ом 50 Ом 100 Ом 500 Ом | 1П 10П 50П 100П 500П | Pt1 Pt10 Pt50 Pt100 Pt500 | -200…+850°С |
Термометр сопротивления медный ТСМ | 1 Ом 10 Ом 50 Ом 100 Ом | 1П 10П 50П 100П | Cu1 Cu10 Cu50 Cu100 | -200…+200°С |
Термометр сопротивления никелевый ТСН | 100 Ом | 100Н | Ni100 | -60…+180°С |
Конструктивно термометры сопротивления состоят из чувствительного элемента (ТСП – платиновый, ТСМ – медный, ТСН – никелевый) и внутренних соединительных проводов, помещенных в герметичный защитный корпус, а также внешних клемм и выводов, предназначенных для подключения к измерительному прибору.
Выпускается большое количество исполнений ТС. Бывают термометры сопротивления с двумя одинаковыми чувствительными элементами для подключения к двум отдельным вторичным приборам, установленным в разных местах.
На рисунке представлен один из вариантов конструкции термопреобразователя.
1 – фарфоровый изолятор; 2, 3 – штуцер; 4 – головка; 5 – прокладка; 6 – крышка; 7 – контактная клемма; 8 – контакт для подсоединения измерительного прибора; 9 – компаунд; 10 – защитная гильза; 11 – окись алюминия; 12 – чувствительный элемент
Разнообразие исполнений термопреобразователей сопротивления под любые задачи представлено на сайте td-etalon.com
ТСМ-9620 | Тип датчика температуры: ТСМ Номинальная статическая характеристика: 50М Диапазон измеряемых температур:
Контролируемая среда:
|
ТСП-9418 | Тип датчика температуры: ТСП Номинальная статическая характеристика:
Диапазон измеряемых температур:
Тип контролируемой среды:
Маркировка взрывозащиты: 1ExdIICT4 |
ТСМ-9204 | Тип датчика температуры: ТСМ Номинальная статическая характеристика: 50М Диапазон измеряемых температур: -50. Контролируемая среда:
|
ТСП-9201 | Тип датчика температуры: ТСП Номинальная статическая характеристика:
Диапазон измеряемых температур:
Тип контролируемой среды:
|
..+150°CПодводя итоги, еще раз отметим главное отличие термопреобразователей сопротивления от других датчиков температуры.
Безусловно, основная особенность – это линейная выходная характеристика. Линейность характеристики, а также гораздо более высокие показатели точности и повторяемости результатов измерений, делают термометры сопротивления востребованными. Если говорить о типах ТС, то никелевые термопреобразователи (ТСН) имеют высокую чувствительность, платиновые (ТСП) – стабильность, то есть неизменность показаний с течением времени, медные (ТСМ) – низкую цену и наилучшую линейность зависимости сопротивления от температуры.
Основы термометров сопротивления | Измерение температуры | Основы сбора данных
В этом разделе представлены основные сведения о термометрах сопротивления, способы их выбора и основные моменты их использования.
«Измерение температуры» — в этом руководстве опубликовано все, от базовых знаний до передовых методов!
В этом руководстве объясняются методы измерения температуры объектов, которые нельзя измерить с помощью термопар или термометров сопротивления, причем это объяснение доступно даже новичкам.
Получить PDF для более подробной информации
Термометры сопротивления — это датчики, которые измеряют температуру, используя характеристики металла или оксида металла, в которых его удельное электрическое сопротивление изменяется с изменением температуры, и измеряя это сопротивление.
Эти термометры также называются термометрами сопротивления (резистивные датчики температуры).
В качестве металла, используемого в термометрах сопротивления, обычно используется платина (Pt100) из-за ее стабильных характеристик и доступности.
Использование этого металла обеспечивает совместимость между производителями.
В настоящее время термометры сопротивления вместе с термопарами являются наиболее часто используемыми датчиками температуры.
Термометры сопротивления используются для точного измерения температуры.
- Возможность точного измерения температуры
- Возможность измерения очень низких температур
Два основных преимущества термометров сопротивления перечислены выше.
С другой стороны, эти датчики не подходят для высокотемпературных измерений.
Как правило, термометры сопротивления используются для измерения температуры окружающей среды, тогда как термопары выбираются для измерения температуры промышленных печей.
Значение сопротивления резистивного элемента термометра сопротивления изменяется в фиксированной пропорции при изменении температуры.
Температура определяется путем пропускания определенного тока через резистивный элемент, измерения напряжения на обоих его концах с помощью прибора и расчета значения сопротивления по закону Ома (E = IR).
| Температура (°C) | -100 | 0 |
|---|---|---|
| 0 | 60,26 | 100 |
| -10 | 56,19 | 96,09 |
| -20 | 52.11 | 92,16 |
| -30 | 48 | 88,22 |
| -40 | 43,88 | 84,27 |
| -50 | 39,72 | 80,31 |
| -60 | 35,54 | 76,33 |
| -70 | 31,34 | 72,33 |
| -80 | 27,1 | 68,33 |
| -90 | 22,83 | 64,3 |
| -100 | 18,52 | 60,26 |
| Температура (°C) | 0 | 100 | 200 |
|---|---|---|---|
| 0 | 100 | 138,51 | 175,86 |
| 10 | 103,9 | 142,29 | 179,53 |
| 20 | 107,79 | 146,07 | 183,19 |
| 30 | 111,67 | 149,83 | 186,84 |
| 40 | 115,54 | 153,58 | 190,47 |
| 50 | 119,4 | 157,33 | 194,1 |
| 60 | 123,24 | 161,05 | 197,71 |
| 70 | 127,08 | 164,77 | 201,31 |
| 80 | 130,9 | 168,48 | 204,9 |
| 90 | 134,71 | 172,17 | 208,48 |
| 100 | 138,51 | 175,86 | 212,05 |
| Температура (°C) | 300 | 400 | 500 |
|---|---|---|---|
| 0 | 212,05 | 247,09 | 280,98 |
| 10 | 215,61 | 250,53 | 284,3 |
| 20 | 219,15 | 253,96 | 287,62 |
| 30 | 222,68 | 257,38 | 290,92 |
| 40 | 226,21 | 260,78 | 294,21 |
| 50 | 229,72 | 264,18 | 297,49 |
| 60 | 233,21 | 267,56 | 300,75 |
| 70 | 236,7 | 270,93 | 304. 01 |
| 80 | 240,18 | 274,29 | 307,25 |
| 90 | 243,64 | 277,64 | 310,49 |
| 100 | 247,09 | 280,98 | 313,71 |
| Температура (°C) | 600 | 700 | 800 |
|---|---|---|---|
| 0 | 313,71 | 345,28 | 375,7 |
| 10 | 316,92 | 348,38 | 378,68 |
| 20 | 320,12 | 351,46 | 381,65 |
| 30 | 323,3 | 354,53 | 384,6 |
| 40 | 326,48 | 357,59 | 387,55 |
| 50 | 329,64 | 360,64 | 390,48 |
| 60 | 332,79 | 363,67 | |
| 70 | 335,93 | 366,7 | |
| 80 | 339. 06 | 369,71 | |
| 90 | 342,18 | 372,71 | |
| 100 | 345,28 | 375,7 |
(единица измерения: Ом)
Скачать PDF
Термометры сопротивления обычно делятся на следующие четыре типа.
| Тип | Диапазон измерения |
|---|---|
| Платиновые термометры сопротивления | от -200 до +660°C (от -328 до +1220°F) |
| Медные термометры сопротивления | от 0 до +180°C (от 32 до +356°F) |
| Термометры сопротивления никелевые | от -50 до +300°C (от -58°F до +572°F) |
| Платиново-кобальтовые термометры сопротивления | от -272 до +27°C (от -457,6 до +80,6°F) |
Характеристики каждого типа термометра сопротивления перечислены ниже.
Эти термометры сопротивления наиболее широко используются для промышленных измерений из-за их большого изменения значений сопротивления в зависимости от температуры, а также из-за их высокой стабильности и точности. Платиновые термометры сопротивления
делятся на два основных типа, перечисленных ниже. Чаще всего используется Pt100.
| Символ | Сопротивление при 0°C (32°F) | Коэффициент сопротивления |
|---|---|---|
| Pt100 | 100 Ом | 1.3851 |
| Pt10 | 10 Ом | 1.3851 |
Коэффициент сопротивления: сопротивление при 100°C (212°F) / сопротивление при 0°C (32°F)
Эти термометры сопротивления имеют небольшой разброс температурных характеристик и недороги. Однако их размеры не могут быть уменьшены из-за малого удельного сопротивления (удельного сопротивления).
Кроме того, поскольку они легко окисляются при высоких температурах, верхняя рабочая температура ограничена примерно +180°C (+356°F).
Эти термометры сопротивления имеют большое изменение значений сопротивления на 1°C (1,8°F) и недороги.
Однако они имеют низкий верхний предел рабочей температуры, например, из-за их точки превращения около +300°C (+572°F).
Это датчики, в которых в качестве резистивных элементов используется разбавленный сплав платины/кобальта, и которые используются для измерения очень низких температур.
Точность термометров сопротивления определяется как «допуск для измеренных температур».
| Класс | Допуск (°C) |
|---|---|
| А | ±(0,15 + 0,002│t│) |
| Б | ±(0,3 + 0,005│t│) |
│t│: абсолютное значение измеренной температуры
Внутренние проводники подключаются по двух-, трех- или четырехпроводной системе.
- Двухпроводная система
- Система электропроводки, в которой к каждому концу резистивного элемента подключен один проводник.
Хотя эта система недорогая, необходимо заранее проверить и отрегулировать сопротивление проводника, поскольку сопротивление проводника добавляется как есть как значение сопротивления. Таким образом, это не практическая система.
- Трехпроводная система
- Это наиболее часто используемая система проводки, в которой два проводника присоединяются к одному концу резистивного элемента, а один проводник – к другому концу.
Его особенность в том, что можно избежать влияния сопротивления проводника, если три проводника имеют одинаковую длину, материал, диаметр провода и электрическое сопротивление.
- Четырехпроводная система
- Система электропроводки, в которой к каждому концу резистивного элемента присоединены два проводника.
Принцип измерения таков, что хоть эта система и дорогая, с ее помощью можно полностью избежать влияния сопротивления проводника.
Почему на трехпроводной термометр сопротивления не влияет сопротивление проводника?
Как показано на рисунке, трехпроводной термометр сопротивления состоит из двух проводников, подключенных к одному концу резистивного элемента, и одного проводника к другому концу.
С сопротивлением резистивного элемента как R и сопротивлением трех проводников как R 1 , R 2 и R 3 соответственно (R 1 = R 2 = R 3 ), указанный ток течет по пути от A к B и C.
(Он не течет к R 2 , потому что B и D имеют одинаковый потенциал)
В это время регистратор, к которому подключено три Проводной термометр сопротивления измеряет напряжение между А и В и напряжение между В и С и записывает их разницу как измеренное значение.
Поскольку значение протекающего тока является постоянным, а напряжение, которое проходит через каждый резистор, равно
R： V
R 1 , R 3 : V1
,
(Напряжение между B и C) − (Напряжение между A и B)
= (V + V1) – (V1)
= V
Таким образом, эффект сопротивления проводника можно избежать.
(1) Термометры сопротивления общего назначения (оснащенные защитными трубками)
Это самая основная конструкция термометра сопротивления, в которой внутренние проводники соединены с резистивным элементом, проводники и элемент находятся в защитной трубке, а клемма крепится к конструкции, чтобы можно было использовать термометр сопротивления.
Вы можете выбрать защитную трубку с высокой устойчивостью к вибрации и коррозии. Основными преимуществами являются низкие цены и простота в обращении.
С другой стороны, недостатком этой конструкции является медленное реагирование из-за того, что она больше, чем термометры сопротивления с оболочкой, описанные ниже.
- А
- Резистивный элемент
- Б
- Внутренние проводники
- С
- Защитная трубка
- Д
- Терминал
(2) Термометры сопротивления с оболочкой
Эти термометры сопротивления сконструированы путем интеграции внутренних проводников и резистивного элемента в металлическую оболочку и заполнения оболочки высокочистым MgO (оксидом магния).
Их самым большим преимуществом является быстрое реагирование благодаря тонкой трубке без воздушной прослойки.
В качестве других преимуществ вы также можете свободно сгибать форму и уменьшать внешний диаметр.
- А
- Металлическая оболочка
- Б
- Резистивный элемент
- С
- Внутренние проводники
- Д
- MgO (оксид магния)
Что такое «двойной элемент»?
Резистивный элемент термометра сопротивления иногда называют просто «элементом».
Как правило, в термометре сопротивления существует только один резистивный элемент, структура, которая называется «одноэлементной».
«Двойной элемент» относится к типу термометра сопротивления, в котором имеется два резистивных элемента. Этот тип используется для следующих целей.
- Для повышения надежности при отказе, таком как отсоединение внутренних проводников.
- Для отображения и записи одних и тех же измеренных значений на нескольких приборах (таких как самописцы и регуляторы температуры).
Скачать PDF
Термометр сопротивления рассчитывает температуру путем точного измерения значения сопротивления внутреннего резистивного элемента.
Таким образом, необходимо максимально минимизировать влияние сопротивления проводника. В случае трехпроводной или четырехпроводной системы убедитесь, что проводники имеют одинаковый материал, внешний диаметр, длину и электрическое сопротивление, а также отсутствие температурного градиента.
Можно ли удлинить термометр сопротивления?
Да, используя проводник для термометра сопротивления.
Если вам нужен длинный проводник, проверьте значение сопротивления на метр проводника, чтобы не выдавать ошибок. Выберите проводник в пределах диапазона сопротивления источника входного сигнала для вашего записывающего устройства.
Точное измерение температуры невозможно, если секция измерения температуры термометра сопротивления не установлена таким образом, чтобы иметь ту же температуру, что и объект измерения.
Независимо от типа термометра сопротивления (с защитной трубкой или с кожухом), убедитесь, что длина секции измерения температуры примерно в 15–20 раз больше наружного диаметра.
При измерении температуры с помощью термометра сопротивления указанный ток пропускают через термометр для получения температуры. В это время выделяется джоулево тепло, которое нагревает сам термометр сопротивления.
Это называется «самонагрев».
Самонагрев пропорционален квадрату указанного тока (это также зависит от конструкции термометра сопротивления и окружающей среды), и если этот нагрев велик, могут возникнуть ошибки в точности.
Как правило, точность термометра сопротивления гарантируется в соответствии с применимым указанным током, поэтому вам не нужно беспокоиться о самонагреве, пока вы используете указанный ток, указанный в спецификациях.
Указанный ток термометра сопротивления указан в технических условиях.
Не пропускайте ток, отличный от указанного в технических характеристиках.
Это может привести к следующим проблемам.
- Изменения количества выделяемого тепла вызывают ошибки измерения.
- Отклонение от заданного тока также приводит к изменению измеренных значений напряжения, что приводит к отображению неправильных значений температуры.
Используйте двухэлементный термометр сопротивления при параллельном подключении одного термометра сопротивления к нескольким регистраторам.
Если вы используете одноэлементный тип, обязательно подготовьте один термометр сопротивления для каждого самописца.
В чем проблема с параллельным подключением? (Одноэлементный тип)
Самописец пропускает заданный ток через термометр сопротивления и измеряет напряжение, генерируемое на обоих концах резистора.
Параллельное подключение приводит к тому, что указанный ток подается от двух регистраторов, что приводит к неточным измеренным напряжениям.
Правильно подключите проводники к рекордеру. Невыполнение этого требования приведет к отображению неправильных значений температуры.
На следующем рисунке показано, как подключить трехпроводной термометр сопротивления к самописцу.
№ по каталогу 1
Как подключить двухпроводной термометр сопротивления к самописцу, предназначенному для измерения трехпроводного термометра сопротивления
№ по каталогу 2
Как подключить четырехпроводной термометр сопротивления к самописцу, предназначенному для измерения трехпроводного термометра сопротивления
* Поскольку в этой схеме подключения используется термометр сопротивления трехпроводного типа, точность соответствует точности трехпроводного типа.
Скачать PDF
- Измерение температуры Основы термопар
- Измерение температуры Основы радиационных термометров
ИНДЕКС
Для тех, кто хочет узнать
больше о температуре!
В этом руководстве объясняются методы измерения температуры движущихся объектов и объектов с малой теплоемкостью,
, которые нельзя измерить с помощью термопар или термометров сопротивления, и это легко понять даже новичкам.
Что такое термометр сопротивления? Принцип работы, конструкция, характеристическая кривая и принципиальная схема термометра сопротивления
Определение : Термометр сопротивления представляет собой устройство, которое используется для определения температуры по изменению в сопротивлении проводника. Он широко известен как Датчик температуры сопротивления (RTD) и точный датчик температуры .
RTD не используется для динамического измерения температуры.
Принцип работы термометра сопротивления
Как известно, в термометре сопротивления сопротивление проводника зависит от изменения температуры. При повышении температуры металла увеличивается амплитуда колебаний ядер атомов материала.
В результате увеличивается вероятность столкновения свободных электронов со связанными ионами. Таким образом, прерывание движения электрона вызывает увеличение сопротивления. Следовательно, вызывая повышение температуры, связанное с этим.
Так работает RTD.
Датчик температуры сопротивления обычно изготавливается из никеля , платины , меди или вольфрама . Однако платина используется в качестве основного элемента в таких точных датчиках температуры из-за ее химически инертной природы. Таким образом, его можно использовать в агрессивной среде, чтобы уменьшить вероятность окисления.
В металле изменение сопротивления в зависимости от температуры определяется следующим соотношением:
R T = R O (1 + αT + βT 2 + ϒT 3 ———)
: R O = RESTANSE AT 0,00066 = CSTAVENANG AT AT 0,00066 = CSTAVENCE AT AT 0,00066 = CSTANCEANCE AT AT AT 0,00066. сопротивление при t⁰ C
α, β, ϒ и т.д. здесь константы.
Конструкция термометра сопротивления
На приведенном ниже рисунке показана структурная схема платинового RTD
Он состоит из слюдяной перекрещивающейся рамы, внутри которой находится платина в виде катушки. Вся конструкция помещена в вакуумированную трубу из нержавеющей стали. Расположение в форме катушки создает наименьшую деформацию при повышении температуры. Поскольку напряжение увеличивается с увеличением деформации. Таким образом, это вызовет нежелательное изменение сопротивления провода.
Электрическая изоляция может быть лучше, если слюду поместить между вакуумной трубкой и платиновой катушкой.
Следует отметить, что используемый материал должен быть достаточно чистым, чтобы обеспечить надлежащие результаты.
Чистоту платины можно проверить измерением R 100 /R или . Что касается чистой платины, значение отношения должно быть выше, чем 1,390
Основное уравнение для термометра сопротивления
Как мы знаем,
R T = R O (1 + αT + βT 2 + ϒT 3 – -). AS:
R T = R O (1 + αT + βT 2 )
Когда элемент является чистым платиной,
α = 3,94 χ 10 -3 747474747474747474747474747474747474747474747474747474747474747474.
α = 3,94 χ 10 -3474747474747474747474747474747. = – 5,8 Χ 10 -7 /(⁰C) 2Приведенное выше уравнение можно переписать как:
R t = R o (1 + C t pt )
: C = средний температурный коэффициент сопротивления между 0 ⁰C и 100 ⁰C.
T PT = коэффициент температуры платины
и дается
: R T , R O , R 100 – это сопротивление. основной интервал термометра обозначается R 100 – R o
Уравнение, приведенное ниже, показывает разность истинной температуры t и температуры платины t pt ’
: δ = константа
Значение δ лежит между 1,488 и 1,498 . Так как меньшее значение δ свидетельствует о высокой степени чистоты.
Тип провода, используемого в RTD, определяет его эффективный диапазон. Температурный диапазон платинового RTD находится в пределах от 100 ⁰C до 650 ⁰C .
Характеристики материалов, используемых в термометре сопротивления
На приведенном ниже рисунке показаны типичные характеристики сопротивления и температуры различных типов материалов, используемых в RTD.
Поскольку золото и серебро являются материалами с меньшим сопротивлением, они почти не используются в конструкции RTD.
Когда мы говорим об удельном сопротивлении, вольфрам имеет высокое удельное сопротивление, но оно ограничено для высокотемпературных применений.
Другим элементом, используемым в конструкции RTD, является медь из-за ее низкого удельного сопротивления, но низкой линейности. Таким образом, платина является предпочтительной среди всех других элементов.
Цепь термометра сопротивления
По сути, схемы RTD представляют собой схемы моста Уитстона, но следует отметить, что это не простой мост Уитстона, а модифицированная форма.
RTD можно подключить к одному из плеч моста Уитстона, как показано на рисунке ниже:
Здесь R 1 и R 2 — 2 постоянных сопротивления, R 3 — переменное сопротивление, а R t – сопротивление детектора.
Состояние равновесия,
Когда r 1 = R 2
R T = R 3
. Переменный резист R 3 здесь.
Чтобы избежать всего эффекта, возникающего из-за изменений температуры, резисторы, используемые в цепи, сделаны из манганина. Это так, потому что манганин имеет самый низкий температурный коэффициент сопротивления .
Рекомендации по проектированию схемы в термометре сопротивления
При проектировании схемы RTD необходимо учитывать некоторые моменты. К ним относятся:
1. Для подключения резистивного датчика температуры к цепи требуются подводящие провода соответствующей длины. Таким образом, если температура изменяется, это, следовательно, изменит сопротивление в мостовой схеме. Таким образом, необходимо соблюдать надлежащее расстояние между точкой, где должен быть установлен RTD, и точкой измерения.
2. Ток, протекающий через RTD, учитывает эффект нагрева в цепи. Таким образом, выделяемое тепло увеличивает температуру датчика RTD.
Это эффект самонагрева и мы не можем его избежать. Единственное, что мы можем сделать, это пойти на компромисс с чувствительностью прибора.
Уменьшение тока через RTD, безусловно, уменьшит скорость тепловыделения, но также уменьшит чувствительность устройства. Однако его можно улучшить с помощью соответствующего усиления.
Повышение температуры устройства из-за эффекта самонагрева можно определить как:
: ∆T = повышение температуры в ⁰C
P = мощность, рассеиваемая RTD в ваттах
P d = Постоянная рассеяния RTD в Вт/⁰C
3-проводной термометр сопротивления
На рисунке ниже показана схема для 3-проводного RTD
3 Для компенсации 90 влияние переменного сопротивления провода, используется 3-проводной метод. В основном используется медный провод, имеющий одинаковую длину и диаметр, чтобы иметь одинаковое сопротивление.
В промышленности чаще всего используются трехпроводные термометры сопротивления.
Преимущества термометра сопротивления
- Дает очень точные результаты.
- RTD обеспечивает широкий рабочий диапазон.
- Благодаря высокой точности RTD используется во всех приложениях, где требуются точные результаты.
