В този пост научаваме как се прави схема на измервател на температурата на RTD, а също така научаваме за различни RTD и техните принципи на работа чрез формули.

Какво е RTD

RTD или температурен детектор за съпротивление работи чрез откриване на разликата или увеличаване на съпротивлението на металния сензор, когато е подложен на топлина.

Тази промяна в температурата на елемента, която е пряко пропорционална на топлината, осигурява директно отчитане на приложените температурни нива.

Статията обяснява как работи rtds, както и как да се направи обикновена схема на високотемпературен сензор с помощта на самоделно RTD устройство.

Директно отчитане под формата на различни стойности на съпротивление може да се получи чрез нагряване на обикновена „нагревателна намотка“ или „железен“ елемент.

Съпротивлението, което е пряко еквивалентно на подложената топлина, съответства на приложената топлина и става измеримо чрез обикновен цифров измервателен уред. Научете повече.

Как работят измервателите на температурата на RTD

Всички метали имат това фундаментално общо свойство, т.е. всички те променят съпротивлението си или степента на проводимост в отговор на топлина или повишаване на температурите. Съпротивлението на метала се увеличава с нагряването му и обратно. Това свойство на металите се използва в RTD.

Горната вариация в съпротивлението на метала очевидно е свързана с електрически ток и означава, че ако токът бъде преминат през метал, който е подложен на някаква температурна промяна, ще предложи съответни нива на съпротивление на приложения ток.

Следователно токът също варира пропорционално с променящото се съпротивление на метала, това изменение в токовия изход се отчита директно върху подходящо калибриран измервателен уред. Ето как по принцип RTD измервателят на температурата функционира като термичен сензор или преобразувател.

RTD обикновено се определят при 100 ома, което означава, че елементът трябва да показва съпротивление от 100 ома при нулева градуса по Целзий.

RTD обикновено се състоят от благородния метал Platinum поради отличните му метални характеристики като инертност към химикали, добра линейна реакция на температурата спрямо градиент на съпротивление, голям температурен коефициент на съпротивление, осигуряващ по-широк обхват от измервания и стабилност (способност за задържане на температури и ограничаване внезапна промяна).

Основни части на RTD

Горната фигура на обикновен RTD измервател на температурата показва основния дизайн на стандартно RTD устройство. Това е прост тип термичен преобразувател, включващ следните основни компоненти:

Външно заграждение, което е съставено от някакъв топлоустойчив материал като стъкло или метал и е запечатано външно.

Горната обвивка затваря тънка метална тел, която се използва като елемент за откриване на топлина.

Елементът е завършен чрез два външни гъвкави проводника, които действат като източник на ток за преобразувателя или затворения метален елемент.

Телният елемент е точно настроен вътре в заграждението, така че да е пропорционално разпределен по цялата дължина на заграждението.

Какво е съпротивление

Основният принцип на работа на RTD се основава на факта, че повечето проводници показват линейни вариации в тяхната основна характеристика (проводимост или съпротивление), когато са подложени на различни температури.

Именно съпротивлението на метала се променя значително в отговор на променливите температури.

Тази промяна в съпротивлението на метал, съответстваща на приложените температурни промени, се нарича термичен коефициент на съпротивление или алфа и се изразява чрез следната формула:

алфа = d (rho) / dT = dR / dT ома / oC (1)

където rho е съпротивлението на използвания елемент или металния проводник, R е неговото съпротивление в ома с определена конфигурация.

Как да се изчисли съпротивлението

Горната формула може допълнително да се приложи за определяне на температурата на неизвестна система чрез общия израз на R, както е дадено в следното уравнение:

R = R (0) + алфа (0 градуса + Tx), където R (0) е съпротивлението на сензора при нулева степен на Целзий, а Tx е температурата на елемента.

Горният израз може да бъде опростен и написан като:

Tx = {R - R (0)} / алфа Следователно, когато R = R (0), Tx е = 0 градуса по Целзий, или когато R> R (0), Tx> нулева степен по Целзий, но при R> R (0 ), Tx<0 degree Celsius.

Важно е да се отбележи, че за постигане на надеждни резултати, докато се използват RTD, приложената температура трябва да бъде равномерно разпределена по цялата дължина на сензорния елемент, ако не го направите, това може да доведе до неточни и непостоянни показания на изхода.

Видове RTD

Обяснените по-горе условия се отнасят до функционирането на двупроводна основна RTD, но поради много практически ограничения двупроводната RTD никога не е точна.
За да се направят устройствата по-точни, обикновено е включена допълнителна схема под формата на мост от пшеничен камък.
Тези RTD могат да бъдат класифицирани като 3-жилни и 4-проводни типове.

Three Wire RTD: Диаграмата показва типични 3-жични RTD връзки. Тук измервателният ток протича през L1 и L3, докато L3 се държи точно като един от потенциалните проводници.

Докато мостът е в балансирано състояние, през L2 не преминава ток, но L1 и L3 са в отделни рамена на мрежата от житни камъни, съпротивленията се анулират и приема висок импеданс през Eo, също така се поддържат съпротивления между L2 и L3 при идентични стойности.

Параметърът гарантира използването на максимум 100 метра жица, която трябва да бъде прекратена от сензора до приемащата верига и въпреки това поддържа точността в рамките на 5% от нивата на толеранс.

“как да свържете esc към двигателя ”

Четирижилно RTD: Четирижилното RTD е може би най-ефективната техника за получаване на точни резултати, дори когато действителният rtd е поставен на далечни разстояния от дисплея на монитора.

Методът премахва всички несъответствия на оловния проводник, за да даде изключително точни показания. Принципът на действие се основава на подаване на постоянен ток през RTD и измерване на напрежението върху него чрез устройство за измерване с висок импеданс.

Методът елиминира включването на мостова мрежа и въпреки това осигурява много надеждни резултати. Фигурата показва типично четирипроводно окабеляване на RTD тук, точно премерен постоянен ток, получен от подходящ източник, се прилага през L1, L4 и RTD.

Пропорционалният резултат става директно достъпен през RTD през L2 и L3 и може да бъде измерен с DVM с висок импеданс, независимо от разстоянието му от сензорния елемент. Тук L1, L2, L3 и L4, които са съпротивленията на проводниците, стават незначителни стойности, които нямат влияние върху действителните показания.

Как да си направим домашен RTD сензор за висока температура

Високотемпературен датчик може да бъде проектиран чрез използване на обикновен „нагревателен елемент“ като нагревателна намотка или „железен“ елемент. Принципът на действие се основава на горните дискусии.

Връзките са прости и трябва просто да бъдат изградени, както е показано в следващата ДИАГРАМА.