RTD snímače jsou elektronická zařízení používaná ke sledování teploty plynů nebo kapalin. Přicházejí v různých typech včetně tenkého filmu, mědi a niklu. Některé typy používají referenční rezistor, zatímco jiné používají třísvodovou konfiguraci. Tyto snímače jsou obvykle založeny na odporovém principu a používají se v mnoha různých průmyslových odvětvích.
Konfigurace se třemi svody
Nejběžnějším typem snímače RTD je třívodičová konfigurace. To poskytuje dobrou kombinaci pohodlí a přesnosti. I když nemusí být přesné pro měření absolutní teploty, kompenzuje chyby způsobené odporem vedení.
Prvním krokem u třívodičového zapojení je změření odporu vodičů. V tomto případě se odpor vodičů přidává k odporu RTD. V důsledku toho se vypočítá odpor generovaný v obvodu.
Druhým krokem je odečtení odporu vodičů od odporu RTD, abyste získali skutečnou hodnotu RTD. Toto je nejlepší způsob, jak dosáhnout skutečných měření RTD.
Nevýhodou této metody je, že je účinná pouze pro měření na krátké vzdálenosti. Aby byla zajištěna minimální chyba, měly by mít všechny vodiče stejnou délku. Pokud je jeden z vodičů kratší, chyba měření bude větší.
Další výhodou této konstrukce je, že pokles napětí není ovlivněn odporem vedení. Důvodem je, že budicí proudy jsou dobře přizpůsobeny. Odpor olova však může být problémem, když je vyžadován velký odpor.
A konečně, dvouvodičová konfigurace je nejjednodušší ze všech tří. To není příliš účinné v aplikacích s vysokým odporem, ale funguje dobře, když se používá s kompenzační smyčkou.
Zatímco dvouvodičová konfigurace je nejjednodušší, je také nejméně efektivní při poskytování nejpřesnějších výsledků. Pro měření teploty vám tato konstrukce může poskytnout přemrštěné hodnoty kvůli dodatečnému odporu vodičů.
měď nebo nikl
RTD snímače se používají k měření teploty v různých průmyslových aplikacích. Jsou spolehlivé v náročných podmínkách. Tyto přístroje pracují na jednoduchém principu přenosu tepla do rezistoru. S rostoucím teplem se zvyšuje i odpor.
V závislosti na typu kovu použitého k výrobě RTD se poměr odporu k teplotě bude lišit. Obecně platí, že čím vyšší odpor, tím přesnější čtení. Přesnost však může být ovlivněna také kvalitou drátu použitého k výrobě RTD.
Měď a nikl se běžně používají v snímačích RTD. Oba jsou relativně levné a nabízejí dobrou linearitu a odolnost proti korozi. Ve srovnání s platinou ztrácejí při vysokých teplotách přesnost.
Měď je stabilnější než nikl. Běžně se používá k měření teploty vinutí motorů a generátorů. Platina je na druhé straně imunní vůči oxidaci a korozi.
Měď je levnější ve srovnání s jinými prvky RTD. Díky tomu je oblíbenou volbou. Typicky se měď používá pro nízkoteplotní aplikace a nikl pro vysokoteplotní aplikace.
Nikl je chemicky inertní kov. Je to relativně levný kov vhodný pro méně kritické průmyslové aplikace. Ve srovnání s jinými kovy má velmi úzký teplotní rozsah.
Křivka odporu pro každý kov se liší podle čistoty kovu. Proto je důležité vybírat komponenty s vysokým poměrem odporu. Vyšší hodnota R0 usnadní přesné měření odporu.
Platina má velmi vysoký teplotní koeficient. Lze jej vyrobit pomocí dvou nebo tří drátů. I když může být platina velmi drahá, je to materiál volby pro RTD.
film
Tenkovrstvé RTD snímače se používají k měření teploty v různých oblastech. Jsou odolné, robustní a cenově výhodné řešení. Typy a velikosti rezistorů jsou k dispozici v široké škále a lze je flexibilně navrhnout pro mnoho různých aplikací.
Typicky je tenká vrstva kovu umístěna na keramickém substrátu. Substrát je poté mikropotažen skleněným povlakem pro extra robustnost. Kromě toho se na kovové pouzdro obvykle nanáší ochranný povlak.
Odporový drát je poté formován do malých cívek a namontován do keramického těla. To poskytuje minimální mechanické namáhání a umožňuje přesné měření.
Platina se běžně používá při konstrukci snímačů RTD. Jsou známé svou vysokou linearitou, což znamená, že změna odporu přesně odpovídá zařízení. Čistota platiny však může ovlivnit přesnost měření.
Měď je dalším běžně používaným materiálem při konstrukci snímačů RTD. Má dobrou linearitu a dobrou odolnost proti korozi. Má však omezený teplotní rozsah.
Nikl se také používá při konstrukci RTD snímačů. Nikl má dobrý elektrický odpor, ale jeho linearita je mírná.
Platina je nejpřesnější volbou s největším kladným teplotním koeficientem. K dispozici jsou také měděné a niklové komponenty, ale jejich změna odporu není konzistentní při vyšších teplotách.
Studený spoj RTD snímače je obvykle kovový plášť vyrobený z Inconelu nebo nerezové oceli. Pro studený spoj snímače jsou k dispozici různé zástrčky nebo konektory. Ty se obvykle spojují se snímacím prvkem pomocí pájení nebo pájení.
Tenkovrstvé snímače RTD mohou být vyrobeny s pláštěm z nerezové oceli o průměru 2 mm. Tyto komponenty jsou následně dokončovány laserovým ořezáváním, svařováním nebo sítotiskem.
Referenční odpor
Referenční rezistor snímače RTD je důležitou součástí systému měření teploty. Senzor mění odpor podle teploty a zařízení měří tento odpor, aby vytvořilo napětí naprázdno. K dispozici je několik standardních hodnot odporu, které se liší v závislosti na typu použitého RTD.
Nejběžnější nominální hodnota odporu je 100 ohmů. Platina je běžný základní materiál pro RTD díky své chemické odolnosti a stabilitě. Má široký rozsah provozních teplot.
Platina je široce standardizovaná a méně náchylná ke kontaminaci. Teplota součásti však může ovlivnit přesnost měření. Kromě toho je platinový drát velmi čistý a má vynikající reprodukovatelnost elektrických charakteristik.
Mnoho aplikací vyžaduje více RTD. Vzhledem ke složitosti RTD je důležité pochopit, jak je správně řídit.
Jednou z nejběžnějších metod je použití zdroje proudu. To umožňuje přímější kompenzaci poklesu napětí. Metody rozhraní však musí být přizpůsobeny aplikaci.
Další metodou je použití dvoudrátového rozhraní. Dva vodiče připojují napájení k RTD. Vodiče také přispívají k odporu obvodu. Tyto vodiče však mohou mít významný vliv na přesnost odečítání.
Při volbě dvouvodičového rozhraní musí projektant zvážit odpor snímacího prvku a připojovacích vodičů. Selhání kompenzace odporu vedení má za následek velké chyby v odečtech.
Při rozhodování o rozhraní RTD by měl konstruktér zvolit systém, který dokáže eliminovat účinky odporu vedení. Některé konstrukce používají čtyřvodičový systém, který poskytuje větší přesnost při eliminaci odporu vedení.
Toleranční standard
Pro snímače RTD existuje několik různých typů tolerančních norem. Výběr správného závisí na aplikaci.
Prvním krokem je definování teplotního rozsahu, ve kterém hodláte senzor používat. Nejčastěji se toho dosáhne výběrem materiálu pro přenos tepla. Musíte také zvážit typ snímacího prvku, který používáte. Některé typy snímacích prvků jsou přesnější než jiné.
V snímačích RTD se používají dva hlavní typy vodičů. Patří mezi ně třívodičové připojení a čtyřvodičové připojení. Obě připojení vyžadují zvláštní pozornost vzhledem k příslušnému odporu vedení.
Ve většině případů jsou nejpřesnější RTD ty, které splňují jedno nebo více z následujících kritérií. Obecně platí, že čím vyšší přesnost, tím dražší senzor. Je také běžné najít senzory s zlomkovou přesností, ale to není vždy možné.
Vysoce přesné RTD jsou často popisovány jako zlomek přesnosti třídy B. To je dobrá známka toho, že výrobce rozumí zdroji chyby.
Samotný RTD prvek je obvykle vyroben z platiny nebo platinového tenkého filmu. Má teplotní koeficient 0,385 ohmů na stupeň Celsia. I když se to může zdát zřejmé, ve skutečnosti existuje mnoho variací v tomto teplotním koeficientu.
Jedním z nejčastěji používaných tolerančních standardů pro snímače Pt100 je křivka DIN. Tato křivka definuje odporovou a teplotní charakteristiku 100 O senzoru.
Elektromagnetické průtokoměry
Máme moderní a kompletní špičkové testovací zařízení v průmyslu, fyzické testovací laboratoře, zařízení pro automatickou kalibraci tlaku, zařízení pro automatickou kalibraci teploty atd. Výše uvedená zařízení mohou plně zajistit poskytování vysoce přesných finálních produktů zákazníkům a mohou zajistit že zákazníci mohou splnit požadavky na všestranné testování fyzikálních a chemických vlastností materiálů, vysoce přesné testování geometrických rozměrů atd.
Elektromagnetické průtokoměry
Máme moderní a kompletní špičkové testovací zařízení v průmyslu, fyzické testovací laboratoře, zařízení pro automatickou kalibraci tlaku, zařízení pro automatickou kalibraci teploty atd. Výše uvedená zařízení mohou plně zajistit poskytování vysoce přesných finálních produktů zákazníkům a mohou zajistit že zákazníci mohou splnit požadavky na všestranné testování fyzikálních a chemických vlastností materiálů, vysoce přesné testování geometrických rozměrů atd.
