તાપમાન એ મુખ્ય ભૌતિક પરિમાણોમાંનું એક છે. રોજિંદા જીવનમાં અને ઉત્પાદન બંનેમાં તેનું માપન અને નિયંત્રણ કરવું મહત્વપૂર્ણ છે. આ હેતુ માટે ઘણા વિશિષ્ટ ઉપકરણો છે. પ્રતિકાર થર્મોમીટર એ વિજ્ઞાન અને ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા સૌથી સામાન્ય સાધનોમાંનું એક છે. આજે અમે તમને કહીશું કે રેઝિસ્ટન્સ થર્મોમીટર શું છે, તેના ફાયદા અને ગેરફાયદા તેમજ વિવિધ મોડલ્સને સમજીશું.
સામગ્રી
અરજીનો વિસ્તાર
પ્રતિકારક થર્મોમીટર - ઘન, પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત માધ્યમોના તાપમાનને માપવા માટે રચાયેલ ઉપકરણ છે. તેનો ઉપયોગ બલ્ક ઘનનું તાપમાન માપવા માટે પણ થાય છે.
તેનું સ્થાન પ્રતિકાર થર્મોમીટર ગેસ અને તેલ ઉત્પાદન, ધાતુશાસ્ત્ર, ઊર્જા, ઉપયોગિતાઓ અને અન્ય ઘણા ઉદ્યોગોમાં જોવા મળે છે.
મહત્વપૂર્ણ! પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સનો ઉપયોગ તટસ્થ વાતાવરણમાં તેમજ આક્રમક વાતાવરણમાં થઈ શકે છે. આ રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં સાધનના પ્રસારમાં ફાળો આપે છે.
કૃપયા નોંધો! ઉદ્યોગમાં તાપમાન માપવા માટે થર્મોકોલનો પણ ઉપયોગ થાય છે, તેમના વિશે વધુ જાણો થર્મોકોપલ્સ વિશેના અમારા લેખમાં.
સેન્સરના પ્રકારો અને તેમની લાક્ષણિકતાઓ
રેઝિસ્ટન્સ થર્મોમીટર વડે તાપમાન માપવામાં એક અથવા વધુ રેઝિસ્ટન્સ સેન્સિંગ તત્વો અને કનેક્ટિંગનો સમાવેશ થાય છે. વાયર, જે સુરક્ષિત રીતે રક્ષણાત્મક આવાસમાં છુપાયેલા છે.
RTDs ને સેન્સિંગ તત્વના પ્રકાર અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
GOST 6651-2009 અનુસાર મેટલ પ્રતિકાર થર્મોમીટર
અનુસાર GOST 6651-2009 મેટાલિક રેઝિસ્ટન્સ થર્મોમીટર્સનું એક જૂથ છે, એટલે કે, TS, જેનું સંવેદનશીલ તત્વ - તે મેટલ વાયર અથવા ફિલ્મનું એક નાનું રેઝિસ્ટર છે.
પ્લેટિનમ તાપમાન મીટર
પ્લેટિનમ આરટીડી અન્ય પ્રકારોમાં સૌથી સામાન્ય માનવામાં આવે છે, તેથી તે મહત્વપૂર્ણ પરિમાણોને મોનિટર કરવા માટે ઘણીવાર ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે. તાપમાન માપન શ્રેણી છે -200 °C થી 650 °C સુધી. લાક્ષણિકતા રેખીય કાર્યની નજીક છે. સૌથી સામાન્ય પ્રકારો પૈકી એક છે Pt100 (Pt પ્લેટિનમ છે, 100 એટલે 0 °C પર 100 ઓહ્મ).
મહત્વપૂર્ણ! આ ઉપકરણનો મુખ્ય ગેરલાભ - રચનામાં કિંમતી ધાતુના ઉપયોગને કારણે ખર્ચાળ.
નિકલ પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સ
તાપમાનની સાંકડી શ્રેણીને કારણે નિકલ પ્રતિકાર થર્મોમીટરનો ઉત્પાદનમાં લગભગ ઉપયોગ થતો નથી (-60 °С થી 180 °С સુધી) અને કામગીરીની જટિલતા, જો કે, એ નોંધવું જોઇએ કે તેમની પાસે સૌથી વધુ તાપમાન ગુણાંક છે 0,00617 °С-1.
અગાઉ આવા સેન્સરનો ઉપયોગ શિપબિલ્ડીંગમાં થતો હતો, જો કે, હવે આ ઉદ્યોગમાં તેનું સ્થાન પ્લેટિનમ RTD દ્વારા લેવામાં આવ્યું છે.
કોપર સેન્સર્સ (TCM)
એવું લાગે છે કે કોપર સેન્સર્સ નિકલ સેન્સર્સ કરતાં પણ સાંકડી ઉપયોગની શ્રેણી ધરાવે છે (માત્ર -50 °C થી 170 °C સુધી), પરંતુ, તેમ છતાં, તેઓ TCS ના વધુ લોકપ્રિય પ્રકાર છે.
ઉપકરણની સસ્તીતામાં રહસ્ય છે.કોપર સેન્સિંગ તત્વો ઉપયોગમાં સરળ અને અભૂતપૂર્વ છે, અને નીચા તાપમાન અથવા સંબંધિત પરિમાણો, જેમ કે દુકાનમાં હવાનું તાપમાન માપવા માટે ઉત્તમ છે.
આવા ઉપકરણની સર્વિસ લાઇફ ટૂંકી છે, જો કે, અને કોપર આરટીડીની સરેરાશ કિંમત ખિસ્સાને ખૂબ સખત અસર કરતી નથી (લગભગ 1 હજાર રુબેલ્સ).
થર્મલ પ્રતિરોધકો
થર્મોરેસિસ્ટર એ પ્રતિકારક થર્મોમીટર્સ છે, જેનું સંવેદનશીલ તત્વ સેમિકન્ડક્ટરથી બનેલું છે. આ ઓક્સાઇડ, હલાઇડ અથવા એમ્ફોટેરિક ગુણધર્મોવાળા અન્ય પદાર્થો હોઈ શકે છે.
આ ઉપકરણનો ફાયદો એ માત્ર ઉચ્ચ તાપમાન ગુણાંક જ નથી, પણ ભાવિ ઉત્પાદનને કોઈપણ આકાર આપવાની ક્ષમતા પણ છે (પાતળા ટ્યુબથી ઘણા માઇક્રોનની લંબાઈવાળા ઉપકરણ સુધી). સામાન્ય રીતે થર્મિસ્ટર્સ તાપમાન માપવા માટે રચાયેલ છે -100 °С થી +200 °С..
ત્યાં બે પ્રકારના થર્મિસ્ટર્સ છે:
- થર્મિસ્ટર્સ - પ્રતિકારનું નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક હોય છે, એટલે કે, જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે પ્રતિકાર ઘટે છે;
- પોસ્ટિસ્ટર્સ - પ્રતિકારનું હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક છે, એટલે કે, વધતા તાપમાન સાથે, પ્રતિકાર પણ વધે છે.
પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સ માટે ગ્રેજ્યુએશન કોષ્ટકો
ગ્રેજ્યુએશન કોષ્ટકો એ એક સારાંશ ગ્રીડ છે જેમાંથી તમે સરળતાથી નક્કી કરી શકો છો કે કયા તાપમાને થર્મોમીટર ચોક્કસ પ્રતિકાર ધરાવશે. આવા કોષ્ટકો ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન કામદારોને ચોક્કસ પ્રતિકાર મૂલ્યમાંથી માપેલા તાપમાનના મૂલ્યનો અંદાજ કાઢવામાં મદદ કરે છે.
આ કોષ્ટકની અંદર, ખાસ RTD હોદ્દો છે. તમે તેમને ટોચની લાઇન પર જોઈ શકો છો. સંખ્યાનો અર્થ 0 ° સે પર સેન્સરનું પ્રતિકાર મૂલ્ય અને તે ધાતુ જેમાંથી તે બનાવવામાં આવે છે તે અક્ષર.
ધાતુના ઉપયોગના હોદ્દા માટે:
- પ અથવા પં - પ્લેટિનમ;
- એમ - તાંબુ;
- એન - નિકલ.
ઉદાહરણ તરીકે, 50M એ કોપર RTD છે, જે 0 °C પર 50 ઓહ્મના પ્રતિકાર સાથે છે.
નીચે થર્મોમીટર કેલિબ્રેશન કોષ્ટકનો ટુકડો છે.
| 50M (ઓહ્મ) | 100M (ઓહ્મ) | 50P (ઓહ્મ) | 100P (ઓહ્મ) | 500P (ઓહ્મ) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -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 |
સહનશીલતા વર્ગ
સહનશીલતા વર્ગને ચોકસાઈ વર્ગ સાથે ભેળસેળ ન કરવી જોઈએ. થર્મોમીટર સાથે, અમે માપન પરિણામને સીધું માપતા નથી અને જોઈ શકતા નથી, પરંતુ અમે અવરોધો અથવા ગૌણ ઉપકરણોને વાસ્તવિક તાપમાનને અનુરૂપ પ્રતિકાર મૂલ્ય પ્રસારિત કરીએ છીએ. આ માટે એક નવો કોન્સેપ્ટ રજૂ કરવામાં આવ્યો છે.
સહિષ્ણુતા વર્ગ એ શરીરના વાસ્તવિક તાપમાન અને માપનમાંથી મેળવેલા તાપમાન વચ્ચેનો તફાવત છે.
ટીસીના 4 ચોકસાઈ વર્ગો છે (સૌથી સચોટથી લઈને મોટી ભૂલવાળા ઉપકરણો સુધી):
- એએ;
- અ;
- બી;
- એસ.
અહીં સહનશીલતા વર્ગોના કોષ્ટકનો એક ટુકડો છે, જે સંપૂર્ણ સંસ્કરણ તમે જોઈ શકો છો GOST 6651-2009.
| ચોકસાઈ વર્ગ | સહનશીલતા, °С | તાપમાન શ્રેણી, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| કોપર ટી.એસ | પ્લેટિનમ TS | નિકલ ટી.એસ | ||
| એએ | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | -50°C થી +250°C | - |
| એ | ±(0,15+0,002 |t|) | -50 °C થી +120 °C | -100 °C થી +450 °C સુધી | - |
| В | ± (0,3 + 0,005 |t|) | -50 °C થી +200 °C સુધી | -195 °C થી +650 °C સુધી | - |
| એસ | ±(0,6 + 0,01 |t|) | -180 °C થી +200 °C | -195 °C થી +650 °C | -60 °C થી +180 °C |
વાયરિંગ ડાયાગ્રામ
પ્રતિકારનું મૂલ્ય જાણવા માટે તેને માપવું આવશ્યક છે. તેને માપન સર્કિટમાં સામેલ કરીને આ કરી શકાય છે. આ કરવા માટે, ત્રણ પ્રકારના સર્કિટનો ઉપયોગ કરો, જે વાયરની સંખ્યા અને પ્રાપ્ત કરેલ માપન ચોકસાઈ દ્વારા એકબીજાથી અલગ છે:
- 2-વાયર સર્કિટ. તેમાં વાયરની ન્યૂનતમ સંખ્યા છે અને તેથી તે સૌથી સસ્તો વિકલ્પ છે. જો કે, આ સર્કિટ મહત્તમ ચોકસાઈ પ્રાપ્ત કરી શકશે નહીં - થર્મોમીટરનો પ્રતિકાર વપરાયેલ વાયરના પ્રતિકારમાં ઉમેરવામાં આવશે, જે વાયરની લંબાઈ પર આધારીત ભૂલ રજૂ કરશે. ઉદ્યોગમાં, આવી યોજનાનો ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે. તેનો ઉપયોગ માત્ર એવા માપ માટે થાય છે જ્યાં ચોકસાઈ મહત્વની નથી અને સેન્સર ગૌણ ટ્રાન્સડ્યુસરની નજીક છે. 2-વાયર સર્કિટ ડાબી ચિત્રમાં બતાવેલ છે.
- 3-વાયર સર્કિટ. અગાઉના વર્ઝનથી વિપરીત, એક વધારાનો વાયર અહીં ઉમેરવામાં આવ્યો છે, જે અન્ય બે માપવાના વાયરોમાંથી એકમાં શોર્ટ-સર્કિટ કરેલો છે. તેનો મુખ્ય હેતુ છે કનેક્ટેડ વાયરનો પ્રતિકાર મેળવવા માટે સક્ષમ થવા માટે છે અને આ મૂલ્ય બાદ કરો (વળતર) સેન્સરમાંથી માપેલા મૂલ્યમાંથી. ગૌણ ઉપકરણ, મૂળભૂત માપન ઉપરાંત, બંધ વાયર વચ્ચેના પ્રતિકારને પણ માપે છે, આમ સેન્સરથી અવરોધ અથવા ગૌણ ઉપકરણ સુધીના કનેક્શન વાયરનું પ્રતિકાર મૂલ્ય મેળવે છે. વાયર બંધ હોવાથી, આ મૂલ્ય શૂન્ય જેટલું હોવું જોઈએ, પરંતુ વાસ્તવમાં, વાયરની લાંબી લંબાઈને કારણે, આ મૂલ્ય ઘણા ઓહ્મ સુધી પહોંચી શકે છે. પછી વાયરના પ્રતિકારના વળતરને કારણે, વધુ સચોટ વાંચન પ્રાપ્ત કરીને, આ ભૂલ માપેલા મૂલ્યમાંથી બાદ કરવામાં આવે છે. આ જોડાણનો ઉપયોગ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં થાય છે, કારણ કે તે જરૂરી ચોકસાઈ અને સ્વીકાર્ય કિંમત વચ્ચે સમાધાન છે. 3 વાયર સર્કિટ કેન્દ્ર ચિત્રમાં બતાવેલ છે.
- 4-વાયર સર્કિટ. હેતુ 3-વાયર સર્કિટ જેવો જ છે, પરંતુ ભૂલ વળતર બંને માપન વાયર પર જાય છે. ત્રણ-વાયર સર્કિટમાં, બંને ટેસ્ટ લીડ્સનું પ્રતિકાર મૂલ્ય સમાન મૂલ્ય હોવાનું માનવામાં આવે છે, પરંતુ હકીકતમાં તે સહેજ અલગ હોઈ શકે છે. ચાર-વાયર સર્કિટમાં બીજો ચોથો વાયર ઉમેરીને (બીજી ટેસ્ટ લીડ સુધી ટૂંકાવી), તેનું પ્રતિકાર મૂલ્ય અલગથી મેળવવું શક્ય છે અને વાયરમાંથી તમામ પ્રતિકારને લગભગ સંપૂર્ણપણે સરભર કરી શકાય છે. જો કે, આ સર્કિટ વધુ ખર્ચાળ છે કારણ કે ચોથા વાહકની આવશ્યકતા છે અને તેથી તે ક્યાં તો પર્યાપ્ત ભંડોળ ધરાવતી કંપનીઓમાં અથવા જ્યાં વધુ ચોકસાઈની જરૂર હોય તેવા પરિમાણોને માપતી વખતે લાગુ કરવામાં આવે છે. 4-વાયર કનેક્શન ડાયાગ્રામ તમે જમણી બાજુની આકૃતિમાં જોઈ શકાય છે.
કૃપયા નોંધો! Pt1000 સેન્સર પહેલાથી જ શૂન્ય ડિગ્રી પર 1000 ઓહ્મનો પ્રતિકાર ધરાવે છે.તમે તેમને જોઈ શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટીમ પાઇપ પર, જ્યાં માપેલ તાપમાન 100-160 ° સે બરાબર છે, જે લગભગ 1400-1600 ઓહ્મને અનુરૂપ છે. લંબાઈના આધારે વાયરનો પ્રતિકાર લગભગ 3-4 ઓહ્મ છે, એટલે કે તેઓ વ્યવહારીક રીતે ભૂલને પ્રભાવિત કરતા નથી અને ત્રણ-વાયર અથવા ચાર-વાયર કનેક્શન સ્કીમનો ઉપયોગ કરવાનો કોઈ અર્થ નથી.
પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સના ફાયદા અને ગેરફાયદા
કોઈપણ ઉપકરણની જેમ, પ્રતિકાર થર્મોમીટરના ઉપયોગના ઘણા ફાયદા અને ગેરફાયદા છે. ચાલો તેમને જોઈએ.
ફાયદા:
- વ્યવહારીક રેખીય લાક્ષણિકતા;
- માપ પૂરતા પ્રમાણમાં સચોટ છે (ભૂલ 1 ° સે કરતા વધુ નહીં.);
- કેટલાક મોડેલો સસ્તા અને ઉપયોગમાં સરળ છે;
- ઉપકરણોની વિનિમયક્ષમતા;
- કામગીરીની સ્થિરતા.
ગેરફાયદા:
- નાની માપન શ્રેણી;
- માપનું નીચું મર્યાદિત તાપમાન;
- વધેલી ચોકસાઈ માટે ખાસ કનેક્શન યોજનાઓનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે, જે અમલીકરણની કિંમતમાં વધારો કરે છે.
પ્રતિકાર થર્મોમીટર લગભગ તમામ ઉદ્યોગોમાં સામાન્ય ઉપકરણ છે. પ્રાપ્ત ડેટાની ચોકસાઈથી ડર્યા વિના નીચા તાપમાનને માપવા માટે તે અનુકૂળ છે. થર્મોમીટર ખાસ કરીને ટકાઉ નથી, પરંતુ વાજબી કિંમત અને સેન્સર બદલવાની સરળતા આ નાના ગેરલાભને ઓવરરાઇડ કરે છે.
સંબંધિત લેખો:
