Selles postituses õpime RTD temperatuurimõõturi vooluringi koostamist ning valemite kaudu ka erinevate RTDde ja nende tööpõhimõtete kohta.

Mis on TTA

RTD või takistuse temperatuuridetektor töötab, tuvastades anduri metalli takistuse erinevuse või suurenemise kuumuse mõjul.

See elemendi temperatuuri muutus, mis on otseselt proportsionaalne kuumusega, annab rakendatud temperatuuritasemete otsese lugemise.

Artiklis selgitatakse, kuidas RTD töötab, ja ka seda, kuidas teha omatehtud RTD-seadme abil lihtne kõrge temperatuuriga andurite ahel.

Otsese näidu muutuvate takistusväärtuste kujul saab tavalise „küttepooli” või „rauast” elemendi kuumutamisel.

Takistus on otseselt ekvivalentne allutatud kuumusega, vastab rakendatavale soojusele ja saab mõõdetavaks tavalise digitaalse oommõõturi abil. Lisateave.

Kuidas TTA temperatuurimõõtjad töötavad

Kõigil metallidel on see põhiomadus ühine, see tähendab, et nad kõik muudavad vastupanu või juhtivusastet vastuseks kuumusele või temperatuuri tõusule. Metalli takistus suureneb selle kuumutamisel ja vastupidi. Seda metallide omadust kasutatakse TTA-des.

Ülaltoodud metalli takistuse kõikumine on ilmselgelt seotud elektrivooluga ja tähendab, et kui vool läbib metalli, mis on mõnevõrra temperatuuri muutus, pakub see rakendatud voolule vastavat vastupanu.

Seetõttu varieerub vool proportsionaalselt ka metalli erineva takistuse korral, seda voolu väljundi erinevust loetakse otse üle asjakohaselt kalibreeritud arvesti. Nii toimib RTD temperatuurimõõtja põhimõtteliselt termoanduri või muundurina.

RTD-d määratakse tavaliselt 100 oomi juures, mis tähendab, et element peaks nullkraadise Celsiuse järgi näitama 100 oomi takistust.

RTD-d koosnevad tavaliselt väärismetallist Platinumist tänu oma suurepärastele metallilistele omadustele, nagu inertsus kemikaalide suhtes, hea lineaarne reaktsioon temperatuurile versus takistuse gradiendile, suur takistuse temperatuuri koefitsient, pakkudes laiemat mõõtepiirkonda ja stabiilsus (võime hoida temperatuure ja piirata äkiline muutus).

TTA põhiosad

Ülaltoodud lihtsa RTD-temperatuurimõõturi joonis näitab tavalise RTD-seadme põhilist disaini. See on lihtne termoandur, mis sisaldab järgmisi põhikomponente:

Välimine korpus, mis koosneb mõnest kuumakindlast materjalist, näiteks klaasist või metallist, ja suletud väliselt.

Ülaltoodud korpus ümbritseb õhukest metalltraati, mida kasutatakse soojuse tuvastamise elemendina.

Element lõpetatakse kahe välise painduva juhtme kaudu, mis toimivad muunduri või suletud metallelemendi vooluallikana.

Traadielement on täpselt korpuse sisse seatud nii, et see jaotuks proportsionaalselt kogu korpuse pikkuses.

Mis on vastupidavus

RTD-de põhiline tööpõhimõte põhineb asjaolul, et enamiku juhtide põhiomadused (juhtivus või takistus) varieeruvad erineva temperatuuri korral lineaarselt.

Täpselt see on metalli takistus, mis muutub märkimisväärselt vastuseks erinevatele temperatuuridele.

Seda metalli takistuse erinevust, mis vastab rakendatud temperatuurimuutustele, nimetatakse takistuse temperatuuri koefitsiendiks või alfaks ja seda väljendatakse järgmise valemi abil:

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

kus rho on kasutatud elemendi või metalltraadi takistus, R on selle takistus kindla konfiguratsiooniga oomides.

Kuidas arvutada takistust

Ülaltoodud valemit saab lisaks kasutada tundmatu süsteemi temperatuuri määramiseks R üldise avaldise kaudu, nagu on antud järgmises võrrandis:

R = R (0) + alfa (0 kraadi + Tx), kus R (0) on anduri takistus null kraadi Celsiuse järgi ja Tx on elemendi temperatuur.

Ülaltoodud avaldist saab lihtsustada ja kirjutada järgmiselt:

Tx = {R - R (0)} / alfa. Seega, kui R = R (0), on Tx = 0 kraadi Celsiuse järgi või kui R> R (0), Tx> null kraadi Celsiuse järgi, kuid R> R (0) korral ), Tx<0 degree Celsius.

Oluline on märkida, et usaldusväärsete tulemuste saavutamiseks RTD-de kasutamisel peab rakendatav temperatuur olema ühtlaselt jaotatud kogu sensori elemendi pikkusele, kui seda ei tehta, võib väljundis olla ebatäpsed ja ebajärjekindlad näidud.

RTD tüübid

Eespool selgitatud tingimused viitasid kahejuhtmelise põhilise RTD toimimisele, kuid paljude praktiliste piirangute tõttu pole kahejuhtmeline RTD kunagi täpne.
Seadmete täpsemaks muutmiseks on tavaliselt sisse lülitatud nisukivisilla näol täiendavad vooluringid.
Neid RTD-sid saab liigitada kolme- ja 4-juhtmelisteks.

Kolme juhtmega RTD: diagramm näitab tüüpilisi 3-juhtmelisi RTD-ühendusi. Siin voolab mõõtevool läbi L1 ja L3, samal ajal kui L3 käitub just nii, nagu viib üks potentsiaalsetest juhtmetest.

Niikaua kui sild on tasakaalustatud olekus, ei liigu vool üle L2, kuid L1 ja L3 on nisukivivõrgu eraldi haaretes, nullitakse takistused ja eeldatakse Eo-l suurt impedantsi, samuti hoitakse takistusi L2 ja L3 vahel identsetel väärtustel.

Parameeter tagab maksimaalselt 100 meetri pikkuse traadi kasutamise, mis lõpeb andurist kuni vastuvõtva vooluringini, kuid hoiab täpsust 5% ulatuses tolerantsist.

“tähe delta mootori juhtimisahel ”

Nelja traadiga RTD: nelja traadiga RTD on tõenäoliselt kõige tõhusam tehnika täpsete tulemuste saamiseks isegi siis, kui tegelik RT on paigutatud kaugele monitori ekraanist.

Meetod tühistab kõik pliijuhtme lahknevused, et saada ülitäpsed näidud. Tööpõhimõte põhineb konstantse voolu tarnimisel läbi RTD ja selle mõõtmisel kogu impedantsi mõõteseadme kaudu.

Meetod välistab sillavõrgu kaasamise ja pakub siiski palju usaldusväärseid väljundeid. Joonisel on kujutatud tüüpiline neljajuhtmeline RTD-juhtmestiku paigutus. L1, L4 ja RTD kaudu rakendatakse täpselt sobiva allika tuletatud püsivool.

Proportsionaalne tulemus muutub L2 ja L3 kaudu otse kättesaadavaks kogu RTD-s ja seda saab mõõta suure impedantsiga DVM-iga, olenemata selle kaugusest sensoorsest elemendist. Siin muutuvad juhtmete takistusteks L1, L2, L3 ja L4 ebaolulisteks väärtusteks, mis ei mõjuta tegelikke näiteid.

Kuidas valmistada omatehtud RTD kõrgetemperatuurilist andurit

Kõrgtemperatuurse anduri üksuse saab konstrueerida tavalise „küttekeha” abil, näiteks küttekeha või „rauast”. Toimimispõhimõte põhineb ülaltoodud aruteludel.

Ühendused on lihtsad ja need tuleb lihtsalt ehitada, nagu on näidatud järgmises DIAGRAMMIS.