Realizarea unui circuit de măsurare a temperaturii RTD

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





În acest post învățăm realizarea unui circuit de măsurare a temperaturii RTD și, de asemenea, aflăm despre diferite RTD și principiile lor de lucru prin formule.

Ce este un CDT

Un detector de temperatură RTD sau rezistență funcționează detectând diferența sau o creștere a rezistenței metalului senzorului atunci când este supus căldurii.



Această modificare a temperaturii elementului fiind direct proporțională cu căldura, oferă o citire directă a nivelurilor de temperatură aplicate.

Articolul explică modul în care funcționează rtd-urile și, de asemenea, cum se realizează un senzor senzor de temperatură ridicată cu ajutorul unui dispozitiv RTD de casă.



O citire directă sub formă de valori de rezistență variabile poate fi obținută prin încălzirea unei „bobine de încălzire” obișnuite sau a unui element „de fier”.

Rezistența fiind direct echivalentă cu căldura supusă, corespunde căldurii aplicate și devine măsurabilă pe un ohmmetru digital obișnuit. Află mai multe.

Cum funcționează contoare de temperatură RTD

Toate metalele au în comun această proprietate fundamentală, adică toate își schimbă rezistența sau gradul de conductanță ca răspuns la căldură sau la creșterea temperaturilor. Rezistența unui metal crește pe măsură ce se încălzește și invers. Această proprietate a metalelor este exploatată în RTD.

Variația de mai sus a rezistenței metalului este în mod evident legată de curentul electric și înseamnă că, dacă curentul este trecut printr-un metal care este supus unor modificări de temperatură, va oferi niveluri corespunzătoare de rezistență la curentul aplicat.

Prin urmare, curentul variază, de asemenea, proporțional cu rezistența variabilă a metalului, această variație a curentului de ieșire este citită direct pe un contor calibrat corespunzător. Așa funcționează practic un contor de temperatură RTD ca senzor termic sau traductor.

RTD-urile sunt specificate în mod obișnuit la 100 ohmi, ceea ce înseamnă că elementul ar trebui să prezinte o rezistență de 100 ohmi la zero grade Celsius.

RTD-urile sunt în general alcătuite din metalul nobil Platinum datorită caracteristicilor sale metalice excelente, cum ar fi inertitatea față de substanțele chimice, un răspuns liniar bun la temperatură comparativ cu gradientul de rezistență, coeficient mare de temperatură de rezistență, oferind o gamă mai largă de măsurători și stabilitate (capacitatea de a menține temperaturile și de a restricționa schimbare bruscă).

Părțile principale ale unui CDT

Figura de mai sus a unui contor simplu de temperatură RTD arată proiectarea de bază a unui dispozitiv standard RTD. Este un tip simplu de traductor termic care cuprinde următoarele componente principale:

O incintă exterioară, care este alcătuită dintr-un material rezistent la căldură, cum ar fi sticla sau metalul, sigilat extern.

Carcasa de mai sus cuprinde un fir metalic subțire care este folosit ca element de detectare a căldurii.

Elementul este terminat prin două fire flexibile externe care acționează ca sursă de curent pentru traductor sau elementul metalic închis.

Elementul de sârmă este fixat cu precizie în interiorul incintei, astfel încât să fie răspândit proporțional pe toată lungimea incintei.

Ce este Rezistivitatea

Principiul de lucru de bază al RTD-urilor se bazează pe faptul că majoritatea conductoarelor prezintă o variație liniară a caracteristicii lor fundamentale (conductanță sau rezistență), atunci când sunt supuși la temperaturi variate.

Tocmai rezistivitatea metalului se schimbă semnificativ ca răspuns la temperaturi variate.

Această variație a rezistivității unui metal corespunzătoare modificărilor de temperatură aplicate este denumită coeficient de temperatură a rezistenței sau alfa și se exprimă prin următoarea formulă:

alfa = d (rho) / dT = dR / dT ohmi / oC (1)

unde rho este rezistivitatea elementului sau sârmă metalică utilizată, R este rezistența sa în ohmi cu o configurație specificată.

Cum se calculează rezistența

Formula de mai sus poate fi aplicată în continuare pentru determinarea temperaturii unui sistem necunoscut prin expresia generală a lui R așa cum este dată în următoarea ecuație:

R = R (0) + alfa (0 grade + Tx), unde R (0) este rezistența senzorului la zero grade Celsius și Tx este temperatura elementului.

Expresia de mai sus poate fi simplificată și scrisă astfel:

Tx = {R - R (0)} / alfa Prin urmare, când R = R (0), Tx este = 0 grade Celsius, sau când R> R (0), Tx> zero grade Celsius, totuși la R> R (0) ), Tx<0 degree Celsius.

Va fi important să rețineți că, pentru a obține rezultate fiabile în timpul utilizării RTD-urilor, temperatura aplicată trebuie să fie uniform distribuită pe întreaga lungime a elementului senzorial, în caz contrar, poate rezulta citiri inexacte și incoerente la ieșire.

Tipuri de RTD

Condițiile explicate mai sus s-au referit la funcționarea unui RTD de bază cu două fire, totuși, datorită multor constrângeri practice, un RTD cu două fire nu este niciodată precis.
Pentru a face dispozitivele mai precise, în mod normal sunt încorporate circuite suplimentare sub forma unui pod de grâu.
Aceste RTD-uri pot fi clasificate ca tipuri cu 3 fire și 4 fire.

Three Wire RTD: Diagrama prezintă o conexiune tipică RTD cu 3 fire. Aici, curentul de măsurare curge prin L1 și L3, în timp ce L3 se comportă la fel ca unul dintre potențialii potențiali.

Atâta timp cât podul este în stare echilibrată, nu trece curent peste L2, cu toate acestea L1 și L3 fiind în brațe separate ale rețelei de grâu, rezistențele sunt anulate și presupun o impedanță ridicată în Eo, de asemenea, rezistențele dintre L2 și L3 sunt ținute la valori identice.

Parametrul asigură utilizarea a maximum 100 de metri de sârmă care trebuie terminată de la senzor până la circuitul de recepție și totuși menține precizia în 5% din nivelurile de toleranță.

RTD cu patru fire: RTD-ul cu patru fire este probabil cea mai eficientă tehnică de a produce rezultate precise chiar și atunci când rtd-ul real este plasat la distanțe îndepărtate de afișajul monitorului.

Metoda anulează toate discrepanțele firului de plumb pentru a produce citiri extrem de precise. Principiul de funcționare se bazează pe furnizarea unui curent constant prin RTD și măsurarea tensiunii pe el printr-un dispozitiv de măsurare cu impedanță ridicată.

Metoda elimină includerea unei rețele pod și totuși oferă rezultate mult credibile. Figura prezintă o schemă tipică de cablare RTD cu patru fire aici, un curent constant dimensionat precis derivat dintr-o sursă adecvată este aplicat prin L1, L4 și RTD.

Un rezultat proporțional devine direct disponibil în RTD prin L2 și L3 și poate fi măsurat cu un DVM cu impedanță ridicată, indiferent de distanța sa față de elementul senzorial. Aici, L1, L2, L3 și L4, care sunt rezistențele firelor, devin valori nesemnificative care nu au nicio influență asupra citirilor efective.

Cum se face un senzor de temperatură înaltă RTD de casă

O unitate senzor de temperatură ridicată poate fi proiectată utilizând un „element încălzitor” obișnuit, cum ar fi o bobină de încălzire sau un element „fier”. Principiul funcționării se bazează pe discuțiile de mai sus.

Conexiunile sunt simple și trebuie doar construite așa cum se arată în următorul DIAGRAM.




Precedent: Circuit de microfon fără fir FM - Detalii de construcție În continuare: Realizarea unui termocuplu sau a unui circuit pirometru