Temperatuur on üks peamisi füüsikalisi parameetreid. Seda on oluline mõõta ja kontrollida nii igapäevaelus kui ka tootmises. Selleks on palju spetsiaalseid seadmeid. Resistentsuse termomeeter on üks levinumaid instrumente, mida kasutatakse laialdaselt teaduses ja tööstuses. Täna räägime teile, mis on takistustermomeeter, selle eelised ja puudused, samuti mõistame erinevaid mudeleid.
Sisu
Kasutusala
Takistuse termomeeter - on seade, mis on mõeldud tahke, vedela ja gaasilise keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Seda kasutatakse ka tahkete ainete temperatuuri mõõtmiseks.
Selle kohatakistustermomeeter, mida leidub gaasi- ja naftatootmises, metallurgias, energeetikas, kommunaalteenustes ja paljudes teistes tööstusharudes.
TÄHTIS! Resistentsustermomeetreid saab kasutada nii neutraalses keskkonnas kui ka agressiivses keskkonnas. See aitab kaasa instrumendi levikule keemiatööstuses.
Pane tähele! Tööstuses kasutatakse temperatuuride mõõtmiseks ka termopaare, mille kohta saate lisateavet meie artiklis termopaaride kohta.
Andurite tüübid ja nende omadused
Temperatuuri mõõtmine takistustermomeetriga hõlmab ühte või mitut takistust tuvastavat elementi ja ühendamist juhtmed, mis on kindlalt peidetud kaitsvasse korpusesse.
RTD-d klassifitseeritakse sensorelemendi tüübi järgi.
Metalli takistuse termomeeter vastavalt standardile GOST 6651-2009
Vastavalt GOST 6651-2009 Seal on metallilise takistuse termomeetrite rühm, see tähendab TS, mille tundlik element - see on metalltraadist või -kilest väike takisti.
Plaatina temperatuurimõõturid
Plaatina RTD-sid peetakse teiste tüüpide seas kõige levinumaks, seetõttu paigaldatakse need sageli oluliste parameetrite jälgimiseks. Temperatuuri mõõtmise vahemik on -200 °C kuni 650 °C. Karakter on lähedane lineaarfunktsioonile. Üks levinumaid tüüpe on 100 Pt (Pt on plaatina, 100 tähendab 100 oomi 0 °C juures).
TÄHTIS! Selle seadme peamine puudus - kallis väärismetalli kasutamise tõttu kompositsioonis.
Niklitakistustermomeetrid
Niklikindlaid termomeetreid tootmises peaaegu ei kasutata kitsa temperatuurivahemiku tõttu (-60 °С kuni 180 °С) ja töö keerukusest, tuleb siiski märkida, et neil on kõrgeim temperatuuritegur 0,00617 °С-1.
Varem kasutati selliseid andureid laevaehituses, kuid nüüd on need selles tööstuses asendatud plaatina RTD-dega.
Vase andurid (TCM)
Näib, et vase anduritel on veelgi kitsam kasutusala kui niklianduritel (ainult -50 °C kuni 170 °C), kuid sellest hoolimata on need populaarsemad TCS-id.
Saladus on seadme odavuses.Vase sensorelemendid on kasutuses lihtsad ja vähenõudlikud ning sobivad suurepäraselt madalate temperatuuride või sellega seotud parameetrite, näiteks poe õhutemperatuuri mõõtmiseks.
Sellise seadme kasutusiga on aga lühike ja vasest RTD keskmine maksumus ei löö liiga kõvasti taskusse (umbes 1 tuhat rubla).
Soojustakistid
Termotakistid on takistustermomeetrid, mille tundlik element on valmistatud pooljuhist. See võib olla oksiid, halogeniid või muud amfoteersete omadustega ained.
Selle seadme eeliseks pole mitte ainult kõrge temperatuurikoefitsient, vaid ka võimalus anda tulevasele tootele mis tahes kuju (õhukesest torust mitme mikroni pikkuse seadmeni). Tavaliselt on termistorid ette nähtud temperatuuri mõõtmiseks -100 °С kuni +200 °С..
Termistoreid on kahte tüüpi:
- Termistorid - neil on negatiivne temperatuuritakistustegur, st kui temperatuur tõuseb, takistus väheneb;
- posistorid - neil on positiivne temperatuuritakistustegur, st temperatuuri tõustes suureneb ka takistus.
Takistustermomeetrite astmetabelid
Mõõtmistabelid on kokkuvõtlik ruudustik, mille põhjal saate hõlpsalt määrata, millisel temperatuuril on termomeetril teatud takistus. Sellised tabelid aitavad mõõteriistadel hinnata mõõdetud temperatuuri väärtust teatud takistuse väärtuse põhjal.
Selles tabelis on spetsiaalsed RTD tähised. Näete neid ülemisel real. Arv tähendab anduri takistuse väärtust temperatuuril 0 ° C ja tähte, millest see on valmistatud.
Metallikasutuse määramiseks:
- P või Pt - plaatina;
- М - vask;
- N - nikkel.
Näiteks 50M on vasest RTD, mille takistus 0 °C juures on 50 oomi.
Allpool on fragment termomeetri kalibreerimistabelist.
| 50M (oomi) | 100M (oomi) | 50P (oomi) | 100p (oomi) | 500p (oomi) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °С | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °С | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °С | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 °С | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 °С | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
Tolerantsuse klass
Tolerantsiklassi ei tohi segi ajada täpsusklassiga. Termomeetriga me otseselt ei mõõda ja ei näe mõõtmistulemust, vaid edastame tegelikule temperatuurile vastava takistuse väärtuse tõketele või sekundaarseadmetele. Seetõttu on kasutusele võetud uus kontseptsioon.
Tolerantsusklass on erinevus tegeliku kehatemperatuuri ja mõõtmisel saadud temperatuuri vahel.
TC-del on 4 täpsusklassi (Kõige täpsemast kuni suurema veaga seadmeteni):
- AA;
- А;
- B;
- С.
Siin on fragment tolerantsiklasside tabelist, mille täisversioon näete GOST 6651-2009.
| Täpsusklass | Tolerants, °С | Temperatuurivahemik, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Vask TS | Plaatina TS | Nikkel TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | -50°C kuni +250°C | - |
| А | ±(0,15+0,002 |t|) | -50 °C kuni +120 °C | -100 °C kuni +450 °C | - |
| В | ± (0,3 + 0,005 |t|) | -50 °C kuni +200 °C | -195 °C kuni +650 °C | - |
| С | ±(0,6 + 0,01 |t|) | -180 °C kuni +200 °C | -195 °C kuni +650 °C | -60 °C kuni +180 °C |
juhtmestiku skeem
Takistuse väärtuse teadasaamiseks tuleb seda mõõta. Seda saab teha, kaasates selle mõõteahelasse. Selleks kasutage kolme tüüpi vooluringe, mis erinevad üksteisest juhtmete arvu ja saavutatud mõõtetäpsuse poolest:
- 2-juhtmeline ahel. See sisaldab minimaalset arvu juhtmeid ja on seetõttu odavaim variant. Kuid see vooluahel ei saavuta optimaalset täpsust - termomeetri takistus lisatakse kasutatud juhtmete takistusele, mis toob kaasa vea, mis sõltub juhtmete pikkusest. Tööstuses kasutatakse sellist skeemi harva. Seda kasutatakse ainult mõõtmiste jaoks, kus täpsus ei ole oluline ja andur asub sekundaarse anduri vahetus läheduses. 2-juhtmeline ahel näidatud vasakpoolsel pildil.
- 3-juhtmeline ahel. Erinevalt eelmisest versioonist on siia lisatud täiendav juhe, mis on lühistatud ühega kahest teisest mõõtejuhtmest. Selle peamine eesmärk on on võimalik saada ühendatud juhtmete takistust ja lahuta see väärtus (kompenseerida) anduri mõõdetud väärtusest. Sekundaarseade lisaks põhimõõtmisele mõõdab täiendavalt ka suletud juhtmete vahelist takistust, saades nii andurilt tõkkesse või sekundaarsesse seadmesse ühendusjuhtmete takistuse väärtuse. Kuna juhtmed on suletud, peaks see väärtus olema võrdne nulliga, kuid tegelikult võib juhtmete pika pikkuse tõttu see väärtus ulatuda mitme oomini. Seejärel lahutatakse see viga mõõdetud väärtusest, saades juhtmete takistuse kompenseerimise tõttu täpsema näidu. Seda ühendust kasutatakse enamikul juhtudel, kuna see on kompromiss nõutava täpsuse ja vastuvõetava hinna vahel. 3 juhtmega vooluahel on näidatud keskmisel pildil.
- 4-juhtmeline ahel. Eesmärk on sama, mis 3-juhtmelisel vooluringil, kuid veakompensatsioon läheb mõlemale mõõtejuhtmele. Kolmejuhtmelises vooluringis eeldatakse, et mõlema testjuhtme takistuse väärtus on sama, kuid tegelikult võib see veidi erineda. Lisades neljajuhtmelisse ahelasse veel neljanda juhtme (lühises teise testjuhtmega), on võimalik saada selle takistuse väärtus eraldi ja kompenseerida peaaegu täielikult kogu juhtmete takistus. See ahel on aga kallim, kuna on vaja neljandat juhti ja seetõttu rakendatakse seda kas piisava rahastuse saanud ettevõtetes või parameetrite mõõtmisel, kus on vaja suuremat täpsust. 4-juhtmeline ühendusskeem teile on näha parempoolsel joonisel.
Pane tähele! Pt1000 anduri takistus on null kraadi juures juba 1000 oomi.Näete neid näiteks aurutorus, kus mõõdetud temperatuur on 100–160 ° C, mis vastab umbes 1400–1600 oomile. Juhtmete takistus olenevalt pikkusest on ca 3-4 oomi ehk need praktiliselt ei mõjuta viga ja pole mõtet kasutada kolme- või neljajuhtmelist ühendusskeemi.
Resistentsustermomeetrite eelised ja puudused
Nagu igal seadmel, on ka takistustermomeetrite kasutamisel mitmeid eeliseid ja puudusi. Vaatame neid.
Eelised:
- praktiliselt lineaarne karakteristik;
- mõõtmised on piisavalt täpsed (viga mitte rohkem kui 1 ° C.);
- mõned mudelid on odavad ja hõlpsasti kasutatavad;
- seadmete vahetatavus;
- töö stabiilsus.
Puudused:
- väike mõõtepiirkond;
- suhteliselt madal mõõtmiste piirtemperatuur;
- Täpsuse suurendamiseks on vaja kasutada spetsiaalseid ühendusskeeme, mis suurendab rakendamise kulusid.
Takistustermomeeter on peaaegu kõigis tööstusharudes levinud seade. See on mugav madalate temperatuuride mõõtmiseks, kartmata saadud andmete täpsust. Termomeeter pole eriti vastupidav, kuid mõistlik hind ja andurite vahetamise lihtsus kummutavad selle väikese puuduse.
Seotud artiklid:
