سنسور RDT

سنسورRTD

دماسنج های مقاومتی که به آنها آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD)نیز گفته می شود، حسگرهایی هستند که برای اندازه گیری دما استفاده می شوند. بسیاری از عناصر RTD از طول سیم ریز تشکیل شده اند که دور یک هسته سرامیکی یا شیشه ای مقاوم در برابر حرارت پیچیده شده است، اما ساختارهای دیگری نیز استفاده می شود. سیم RTD یک ماده خالص است، معمولاً پلاتین (Pt)، نیکل (Ni) )یا مس Cu). )این ماده دارای یک رابطه مقاومت / دما دقیق است که برای نشان دادن دما استفاده می شود. از آنجایی که عناصر RTD شکننده هستند، اغلب در پروب های محافظ قرار می گیرند.

RTD ها که دقت و تکرارپذیری بالاتری دارند، به آرامی جایگزین ترموکوپل ها در کاربردهای صنعتی زیر 600 درجه سانتیگراد می شوند.

RTD ها در کاربردهای صنعتی به ندرت بالای 660 درجه سانتیگراد استفاده می شوند. در دماهای بالاتر از 660 درجه سانتیگراد، جلوگیری از آلوده شدن پلاتین توسط ناخالصی های غلاف فلزی دماسنج به طور فزاینده ای دشوار می شود. به همین دلیل است که دماسنج های استاندارد آزمایشگاهی غلاف فلزی را با ساختار شیشه ای جایگزین می کنند. در دماهای بسیار پایین، مثلاً زیر 270- درجه سانتی گراد (3 کلوین)، چون فونون های بسیار کمی وجود دارد، مقاومت یک RTD عمدتاً توسط ناخالصی ها و پراکندگی مرزی تعیین می شود و بنابراین اساساً مستقل از دما است. در نتیجه، حساسیت RTD اساساً صفر است و بنابراین مفید نیست.

در مقایسه با ترمیستورها، RTD های پلاتین نسبت به تغییرات دمایی کوچک حساسیت کمتری دارند و زمان پاسخ آهسته تری دارند. با این حال، ترمیستورها محدوده دمایی و پایداری کمتری دارند.

پیکربندی دو سیمه

ساده ترین پیکربندی مقاومت دماسنج از دو سیم استفاده می کند. تنها زمانی استفاده می شود که دقت بالایی لازم نباشد، زیرا مقاومت سیم های اتصال به مقاومت سنسور اضافه می شود که منجر به خطا در اندازه گیری می شود. این پیکربندی امکان استفاده از 100 متر کابل را فراهم می کند. این به طور یکسان در مورد پل متعادل و سیستم پل ثابت صدق می کند.

برای یک پل متعادل، تنظیم معمول با R2 = R1، و R3 در حدود وسط محدوده RTD است. به عنوان مثال، اگر بخواهیم بین 0 تا 100 درجه سانتیگراد (32 و 212 درجه فارنهایت) اندازه گیری کنیم، مقاومت RTD از 100 Ω تا 138.5 Ω متغیر خواهد بود. ما R3 = 120 Ω را انتخاب می کنیم. به این ترتیب ما یک ولتاژ کوچک اندازه گیری شده در پل دریافت می کنیم.

پیکربندی سه سیمه RTD

به منظور به حداقل رساندن اثرات مقاومت های سرب، می توان از پیکربندی سه سیم استفاده کرد. تنظیم پیشنهادی برای پیکربندی نشان داده شده با R1 = R2 و R3 در حدود وسط محدوده RTD است. با نگاهی به مدار پل وتستون نشان داده شده، افت ولتاژ در سمت چپ پایین V_rtd + V_lead و در سمت راست پایین V_R3 + V_lead است، بنابراین ولتاژ پل (V_b) تفاوت است، V_rtd – V_R3. افت ولتاژ ناشی از مقاومت سرب لغو شده است. اگر R1=R2 و R1, R2 >> RTD, R3 باشد، این همیشه اعمال می شود. R1 و R2 می توانند از محدود کردن جریان از طریق RTD استفاده کنند، به عنوان مثال برای PT100، محدود به 1 میلی آمپر و 5 ولت، مقاومت محدود کننده تقریباً R1 = R2 = 5/0.001 = 5000 اهم را نشان می دهد.

پیکربندی چهارسیمه RTD

پیکربندی مقاومت چهار سیم دقت اندازه گیری مقاومت را افزایش می دهد. سنسور چهار ترمینال افت ولتاژ در لیدهای اندازه گیری را به عنوان سهمی در خطا حذف می کند. برای افزایش دقت بیشتر، هر گونه ولتاژ ترموالکتریک باقیمانده تولید شده توسط انواع مختلف سیم یا اتصالات پیچی با معکوس کردن جهت جریان 1 میلی آمپر و منتهی به DVM (ولت متر دیجیتال حذف می شود. ولتاژهای ترموالکتریک فقط در یک جهت تولید خواهند شد. با میانگین گیری اندازه گیری های معکوس، ولتاژهای خطای ترموالکتریک لغو می شوند.