RTD temperatūros matuoklio grandinės sudarymas

Šiame įraše mes mokomės sukurti RTD temperatūros matuoklio grandinę, taip pat sužinome apie įvairius RTD ir jų darbo principus pagal formules.

Kas yra MTTP

RTD arba atsparumo temperatūros detektorius veikia nustatydamas jutiklio metalo atsparumo skirtumą ar padidėjimą, kai jis yra veikiamas šilumos.

Šis elemento temperatūros pokytis, tiesiogiai proporcingas šilumai, leidžia tiesiogiai nuskaityti taikomus temperatūros lygius.

Straipsnyje paaiškinama, kaip veikia RTD, taip pat kaip padaryti paprastą aukštos temperatūros jutiklio grandinę naudojant naminį RTD įrenginį.

Tiesioginį rodmenį, esant skirtingoms varžos vertėms, galima gauti kaitinant įprastą „šildytuvo ritę“ arba „geležinį“ elementą.

Varža, tiesiogiai lygi veikiamai šilumai, atitinka taikomą šilumą ir tampa matuojama įprastu skaitmeniniu omo matuokliu. Sužinokite daugiau.

Kaip veikia MTTP temperatūros matuokliai

Visi metalai turi šią bendrą savybę, ty jie visi keičia savo atsparumą arba laidumo laipsnį, reaguodami į šilumą ar kylančią temperatūrą. Metalo atsparumas didėja, kai jis kaitinamas, ir atvirkščiai. Ši metalų savybė yra naudojama MTTP.

Aukščiau pateiktas metalo atsparumo pokytis akivaizdžiai susijęs su elektros srove ir reiškia, kad jei srovė bus praleista per metalą, kuriam yra pakitęs tam tikras temperatūros pokytis, bus užtikrintas atitinkamas atsparumo taikomai srovei lygis.

Todėl srovė taip pat kinta proporcingai kintančiam metalo atsparumui. Šis srovės išėjimo pokytis tiesiogiai nuskaitomas per tinkamai sukalibruotą skaitiklį. Tai iš esmės RTD temperatūros matuoklis veikia kaip terminis jutiklis arba keitiklis.

RTD paprastai nurodoma 100 omų, o tai reiškia, kad elementas turėtų rodyti 100 omų atsparumą esant 0 laipsnių Celsijaus.

RTD paprastai sudaro taurusis metalas Platinum dėl puikių metalinių savybių, tokių kaip inertiškumas chemikalams, geras linijinis atsakas į temperatūrą, palyginti su atsparumo gradientu, didelis atsparumo temperatūros koeficientas, suteikiantis platesnį matavimų diapazoną ir stabilumas (gebėjimas išlaikyti temperatūrą ir riboti staigūs pokyčiai).

Pagrindinės MTTP dalys

Aukščiau pateiktame paprasto RTD temperatūros matuoklio paveiksle parodyta pagrindinė standartinio RTD įrenginio konstrukcija. Tai paprastas terminio keitiklio tipas, kurį sudaro šie pagrindiniai komponentai:

Išorinis gaubtas, pagamintas iš kai kurių karščiui atsparių medžiagų, tokių kaip stiklas ar metalas, ir sandariai uždarytas išorėje.

Aukščiau pateiktas korpusas gaubia ploną metalinę vielą, kuri naudojama kaip šilumos aptikimo elementas.

Elementas yra nutrauktas per du išorinius lanksčius laidus, kurie veikia kaip keitiklio srovės šaltinis arba uždaras metalinis elementas.

Vielos elementas tiksliai nustatomas gaubto viduje, kad jis proporcingai pasiskirstytų per visą gaubto ilgį.

Kas yra atsparumas

Pagrindinis RTD veikimo principas yra pagrįstas tuo, kad daugumai laidininkų būdinga linijinė jų pagrindinių charakteristikų (laidumo ar varžos) variacija, kai jie veikiami skirtingomis temperatūromis.

Būtent metalo varža labai keičiasi reaguojant į kintančią temperatūrą.

Šis metalo atsparumo pokytis, atitinkantis taikomus temperatūros pokyčius, vadinamas atsparumo temperatūros koeficientu arba alfa ir išreiškiamas pagal šią formulę:

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

kur rho yra panaudoto elemento arba vielos metalo varža, R yra jo atsparumas omais, turint nurodytą konfigūraciją.

Kaip apskaičiuoti atsparumą

Pirmiau pateiktą formulę galima toliau taikyti nežinomos sistemos temperatūrai nustatyti naudojant bendrą R išraišką, pateiktą šioje lygtyje:

R = R (0) + alfa (0 laipsnių + Tx), kur R (0) yra jutiklio varža esant nuliui Celsijaus laipsnio, o Tx - elemento temperatūra.

Pirmiau pateiktą išraišką galima supaprastinti ir parašyti taip:

Tx = {R - R (0)} / alfaTodėl, kai R = R (0), Tx yra = 0 laipsnių Celsijaus, arba kai R> R (0), Tx> nulis Celsijaus laipsnių, tačiau esant R> R (0 ), Tx<0 degree Celsius.

Svarbu pažymėti, kad norint pasiekti patikimų rezultatų naudojant RTD, taikoma temperatūra turi būti tolygiai paskirstyta per visą jutimo elemento ilgį, to nepadarius, išvesties rodmenys gali būti netikslūs ir nenuoseklūs.

RTD tipai

Pirmiau paaiškintos sąlygos buvo susijusios su dviejų laidų tipo pagrindinio RTD veikimu, tačiau dėl daugelio praktinių apribojimų dviejų laidų RTD niekada nėra tiksli.
Kad prietaisai būtų tikslesni, paprastai yra sumontuotos papildomos grandinės kviečių akmens tilto pavidalu.
Šie RTD gali būti klasifikuojami kaip 3 laidų ir 4 laidų tipai.

Trijų laidų RTD: diagramoje parodyti tipiniai 3 laidų RTD ryšiai. Čia matavimo srovė teka per L1 ir L3, o L3 elgiasi kaip vienas iš potencialių laidų.

Kol tiltas yra subalansuotos būklės, srovė nepraeina per L2, tačiau L1 ir L3 yra atskirose „wheatstone“ tinklo rankose, varžos anuliuojamos ir įgyja didelę impedanciją per Eo, taip pat yra laikomos varžos tarp L2 ir L3 esant vienodoms vertėms.

Šis parametras užtikrina, kad būtų naudojamas ne daugiau kaip 100 metrų laidas, kuris turi būti nutrauktas nuo jutiklio iki priėmimo grandinės, tačiau tikslumas neviršija 5% tolerancijos lygio.

Keturių laidų RTD: turbūt efektyviausias būdas gauti tikslius rezultatus, net kai tikrasis RTD yra toli nuo monitoriaus ekrano.

Šis metodas pašalina visus švino laidų neatitikimus, kad gautų ypač tikslius rodmenis. Veikimo principas yra pagrįstas pastovios srovės tiekimu per RTD ir jo įtampos matavimu per didelės varžos matavimo prietaisą.

Šis metodas pašalina tiltinio tinklo įtraukimą ir vis dėlto teikia daug patikimų rezultatų. Paveiksle parodytas tipinis keturių laidų RTD laidų išdėstymas. Čia tiksliai išmatuojama pastovi srovė, gaunama iš tinkamo šaltinio, naudojama per L1, L4 ir RTD.

Proporcingas rezultatas tampa tiesiogiai prieinamas per RTD per L2 ir L3 ir gali būti matuojamas naudojant didelę impedansinę DVM, neatsižvelgiant į atstumą nuo jutimo elemento. Čia L1, L2, L3 ir L4, kurie yra laidų varžos, tampa nereikšmingomis reikšmėmis, neturinčiomis įtakos faktiniams rodmenims.

Kaip pasigaminti naminį RTD aukštos temperatūros jutiklį

Aukštos temperatūros jutiklio blokas gali būti suprojektuotas naudojant įprastą „šildytuvo elementą“, pavyzdžiui, šildytuvo ritę arba „geležinį“ elementą. Veikimo principas pagrįstas minėtomis diskusijomis.

Jungtys yra paprastos ir jas reikia tiesiog sukonstruoti, kaip parodyta toliau pateiktoje DIAGRAMOJE.