तापमान मुख्य भौतिक मापदंडों में से एक है। रोजमर्रा की जिंदगी और उत्पादन दोनों में इसे मापना और नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है। इस उद्देश्य के लिए कई विशेष उपकरण हैं। प्रतिरोध थर्मामीटर विज्ञान और उद्योग में बड़े पैमाने पर उपयोग किए जाने वाले सबसे आम उपकरणों में से एक है। आज हम आपको बताएंगे कि रेजिस्टेंस थर्मामीटर क्या है, इसके फायदे और नुकसान के साथ-साथ विभिन्न मॉडलों को भी समझेंगे।
अंतर्वस्तु
एप्लिकेशन क्षेत्र
एक प्रतिरोध थर्मामीटर - ठोस, तरल और गैसीय मीडिया के तापमान को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया एक उपकरण है। इसका उपयोग थोक ठोस पदार्थों के तापमान को मापने के लिए भी किया जाता है।
इसका स्थान प्रतिरोध थर्मामीटर गैस और तेल उत्पादन, धातु विज्ञान, ऊर्जा, उपयोगिताओं और कई अन्य उद्योगों में पाया जाता है।
महत्वपूर्ण! प्रतिरोध थर्मामीटर का उपयोग तटस्थ वातावरण के साथ-साथ आक्रामक वातावरण में भी किया जा सकता है। यह रासायनिक उद्योग में साधन के प्रसार में योगदान देता है।
कृपया ध्यान दें! उद्योग में तापमान मापने के लिए थर्मोकपल का भी उपयोग किया जाता है, उनके बारे में अधिक जानें थर्मोकपल के बारे में हमारे लेख में.
सेंसर के प्रकार और उनकी विशेषताएं
एक प्रतिरोध थर्मामीटर के साथ तापमान मापने में एक या एक से अधिक प्रतिरोध संवेदन तत्व और कनेक्टिंग शामिल हैं तारों, जो सुरक्षित रूप से एक सुरक्षात्मक आवास में छिपे हुए हैं।
आरटीडी को संवेदन तत्व के प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।
GOST 6651-2009 . के अनुसार धातु प्रतिरोध थर्मामीटर
के अनुसार गोस्ट 6651-2009 धात्विक प्रतिरोध थर्मामीटरों का एक समूह होता है, अर्थात् TS, जिसका संवेदनशील तत्व - यह धातु के तार या फिल्म का एक छोटा प्रतिरोधक होता है।
प्लेटिनम तापमान मीटर
प्लेटिनम आरटीडी को अन्य प्रकारों में सबसे आम माना जाता है, इसलिए उन्हें अक्सर महत्वपूर्ण मापदंडों की निगरानी के लिए स्थापित किया जाता है। तापमान माप सीमा है -200 डिग्री सेल्सियस से 650 डिग्री सेल्सियस तक. विशेषता एक रैखिक कार्य के करीब है। सबसे आम प्रकारों में से एक है पीटी100 (पीटी प्लैटिनम है, 100 का मतलब 0 डिग्री सेल्सियस पर 100 ओम है).
महत्वपूर्ण! इस उपकरण का मुख्य नुकसान संरचना में कीमती धातु के उपयोग के कारण महंगा है।
निकल प्रतिरोध थर्मामीटर
संकीर्ण तापमान सीमा के कारण निकेल प्रतिरोध थर्मामीटर का उत्पादन में लगभग उपयोग नहीं किया जाता है (-60 °С से 180 ° . तक) और ऑपरेशन की जटिलता, हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उनके पास उच्चतम तापमान गुणांक है 0,00617 डिग्रीС-1.
पहले ऐसे सेंसर जहाज निर्माण में उपयोग किए जाते थे, हालांकि, अब इस उद्योग में उन्हें प्लैटिनम आरटीडी द्वारा बदल दिया गया है।
कॉपर सेंसर (टीसीएम)
ऐसा प्रतीत होता है कि तांबे के सेंसर में निकल सेंसर की तुलना में उपयोग की एक संकीर्ण सीमा होती है (केवल -50 डिग्री सेल्सियस से 170 डिग्री सेल्सियस तक), लेकिन, फिर भी, वे टीसीएस के अधिक लोकप्रिय प्रकार हैं।
रहस्य डिवाइस की सस्तेपन में है।कॉपर सेंसिंग तत्व उपयोग में सरल और सरल हैं, और कम तापमान या संबंधित मापदंडों को मापने के लिए उत्कृष्ट हैं, जैसे कि दुकान में हवा का तापमान।
हालांकि, इस तरह के एक उपकरण की सेवा का जीवन छोटा होता है, और तांबे के आरटीडी की औसत लागत जेब पर बहुत अधिक नहीं पड़ती है (लगभग 1 हजार रूबल).
थर्मल प्रतिरोधक
थर्मोरेसिस्टर्स प्रतिरोध थर्मामीटर हैं, जिनके संवेदनशील तत्व अर्धचालक से बने होते हैं। यह एक ऑक्साइड, हैलाइड या एम्फोटेरिक गुणों वाले अन्य पदार्थ हो सकते हैं।
इस उपकरण का लाभ न केवल उच्च तापमान गुणांक है, बल्कि भविष्य के उत्पाद को कोई भी आकार देने की क्षमता भी है (एक पतली ट्यूब से कई माइक्रोन की लंबाई वाले उपकरण तक) आमतौर पर थर्मिस्टर्स को तापमान मापने के लिए डिज़ाइन किया जाता है -100 डिग्री सेल्सियस से +200 डिग्री सेल्सियस तक।.
थर्मिस्टर्स दो प्रकार के होते हैं:
- थर्मिस्टर - प्रतिरोध का एक नकारात्मक तापमान गुणांक है, अर्थात जब तापमान बढ़ता है, तो प्रतिरोध कम हो जाता है;
- पॉज़िस्टर्स - प्रतिरोध का सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, अर्थात बढ़ते तापमान के साथ प्रतिरोध भी बढ़ता है।
प्रतिरोध थर्मामीटर के लिए स्नातक तालिका
ग्रेजुएशन टेबल एक सारांश ग्रिड है जिससे आप आसानी से यह निर्धारित कर सकते हैं कि किस तापमान पर थर्मामीटर का एक निश्चित प्रतिरोध होगा। इस तरह की तालिकाएं इंस्ट्रूमेंटेशन श्रमिकों को एक निश्चित प्रतिरोध मूल्य से मापा तापमान के मूल्य का अनुमान लगाने में मदद करती हैं।
इस तालिका के भीतर, विशेष आरटीडी पदनाम हैं। आप उन्हें शीर्ष पंक्ति पर देख सकते हैं। संख्या का अर्थ है 0 डिग्री सेल्सियस पर सेंसर का प्रतिरोध मूल्य, और जिस धातु से इसे बनाया गया है।
धातु के उपयोग के पदनाम के लिए:
- पी या पीटी - प्लेटिनम;
- मैं - ताँबा;
- एन - निकल।
उदाहरण के लिए, 50M एक कॉपर आरटीडी है, जिसका प्रतिरोध 0 डिग्री सेल्सियस पर 50 ओम है।
नीचे थर्मामीटर अंशांकन तालिका का एक टुकड़ा है।
| 50M (ओम) | 100 मीटर (ओम) | 50पी (ओम) | 100पी (ओम) | 500पी (ओम) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 डिग्रीС | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 डिग्रीС | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 डिग्रीС | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 ° | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 ° | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
सहिष्णुता वर्ग
सहिष्णुता वर्ग को सटीकता वर्ग के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए। थर्मामीटर के साथ, हम माप परिणाम को सीधे मापते और देखते नहीं हैं, लेकिन हम वास्तविक तापमान के अनुरूप प्रतिरोध मान को बाधाओं या द्वितीयक उपकरणों तक पहुंचाते हैं। यही कारण है कि एक नई अवधारणा पेश की गई है।
सहिष्णुता वर्ग वास्तविक शरीर के तापमान और माप से प्राप्त तापमान के बीच का अंतर है।
टीसी के 4 सटीकता वर्ग हैं (सबसे सटीक से लेकर बड़ी त्रुटि वाले उपकरणों तक):
- ए.ए.;
- ;
- बी;
- .
यहाँ सहिष्णुता वर्गों की तालिका का एक अंश है, पूर्ण संस्करण जिसे आप देख सकते हैं गोस्ट 6651-2009.
| एक्यूरेसी क्लास | सहिष्णुता, °С | तापमान रेंज, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| कॉपर टीएस | प्लेटिनम टीएस | निकेल टीएस | ||
| आ | ±(0,1 + 0,0017 |टी|) | - | -50°C से +250°C . तक | - |
| मैं | ±(0,15+0,002 |टी|) | -50 डिग्री सेल्सियस से +120 डिग्री सेल्सियस तक | -100 डिग्री सेल्सियस से +450 डिग्री सेल्सियस तक | - |
| मैं | ± (0,3 + 0,005 |टी|) | -50 डिग्री सेल्सियस से +200 डिग्री सेल्सियस तक | -195 डिग्री सेल्सियस से +650 डिग्री सेल्सियस तक | - |
| मैं | ±(0,6 + 0,01 |टी|) | -180 डिग्री सेल्सियस से +200 डिग्री सेल्सियस | -195 डिग्री सेल्सियस से +650 डिग्री सेल्सियस | -60 डिग्री सेल्सियस से +180 डिग्री सेल्सियस |
वायरिंग का नक्शा
प्रतिरोध का मान जानने के लिए इसे मापा जाना चाहिए। इसे माप सर्किट में शामिल करके किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, तीन प्रकार के सर्किट का उपयोग करें, जो तारों की संख्या और प्राप्त माप सटीकता से एक दूसरे से भिन्न होते हैं:
- 2-तार सर्किट. इसमें तारों की न्यूनतम संख्या होती है और इसलिए यह सबसे सस्ता विकल्प है। हालांकि, यह सर्किट इष्टतम सटीकता प्राप्त नहीं करेगा - थर्मामीटर का प्रतिरोध उपयोग किए गए तारों के प्रतिरोध में जोड़ा जाएगा, जो एक त्रुटि पेश करेगा जो तारों की लंबाई पर निर्भर करता है। उद्योग में, ऐसी योजना का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। इसका उपयोग केवल उन मापों के लिए किया जाता है जहां सटीकता महत्वपूर्ण नहीं होती है और सेंसर द्वितीयक ट्रांसड्यूसर के करीब होता है। 2-तार सर्किट बाईं तस्वीर में दिखाया गया है.
- 3-तार सर्किट. पिछले संस्करण के विपरीत, यहां एक अतिरिक्त तार जोड़ा जाता है, अन्य दो मापने वाले तारों में से एक को शॉर्ट-सर्किट किया जाता है। इसका मुख्य उद्देश्य है जुड़े तारों का प्रतिरोध प्राप्त करने में सक्षम होना है और इस मान को घटाएं (कमी पूर्ति) सेंसर से मापा मूल्य से। द्वितीयक उपकरण, मूल माप के अलावा, बंद तारों के बीच प्रतिरोध को अतिरिक्त रूप से मापता है, इस प्रकार सेंसर से बैरियर या द्वितीयक उपकरण तक कनेक्शन तारों का प्रतिरोध मान प्राप्त करता है। चूंकि तार बंद हैं, यह मान शून्य के बराबर होना चाहिए, लेकिन वास्तव में, तारों की लंबी लंबाई के कारण, यह मान कई ओम तक पहुंच सकता है। फिर तारों के प्रतिरोध के मुआवजे के कारण, अधिक सटीक रीडिंग प्राप्त करते हुए, इस त्रुटि को मापा मूल्य से घटाया जाता है। यह कनेक्शन ज्यादातर मामलों में उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह आवश्यक सटीकता और स्वीकार्य मूल्य के बीच एक समझौता है। 3 तार सर्किट मध्य चित्र में दिखाया गया है.
- 4-तार सर्किट. उद्देश्य 3-तार सर्किट के समान है, लेकिन त्रुटि मुआवजा दोनों माप तारों पर जाता है। तीन-तार सर्किट में, दोनों टेस्ट लीड का प्रतिरोध मान समान मान माना जाता है, लेकिन वास्तव में यह थोड़ा भिन्न हो सकता है। चार तार वाले परिपथ में एक और चौथा तार जोड़ने पर (दूसरे टेस्ट लीड के लिए छोटा), इसके प्रतिरोध मूल्य को अलग से प्राप्त करना संभव है और तारों से लगभग सभी प्रतिरोधों की पूरी तरह से क्षतिपूर्ति करना संभव है। हालाँकि, यह सर्किट अधिक महंगा है क्योंकि चौथे कंडक्टर की आवश्यकता होती है और इसलिए इसे या तो पर्याप्त फंडिंग वाली कंपनियों में लागू किया जाता है, या जब अधिक सटीकता की आवश्यकता होती है, तो मापदंडों को मापते समय। 4-तार कनेक्शन आरेख आप दाईं ओर की आकृति में देखा जा सकता है.
कृपया ध्यान दें! Pt1000 सेंसर में पहले से ही शून्य डिग्री पर 1000 ओम का प्रतिरोध है।आप उन्हें देख सकते हैं, उदाहरण के लिए, स्टीम पाइप पर, जहां मापा तापमान 100-160 डिग्री सेल्सियस के बराबर होता है, जो लगभग 1400-1600 ओम से मेल खाता है। लंबाई के आधार पर तारों का प्रतिरोध लगभग 3-4 ओम है, अर्थात वे व्यावहारिक रूप से त्रुटि को प्रभावित नहीं करते हैं और तीन-तार या चार-तार कनेक्शन योजना का उपयोग करने का कोई मतलब नहीं है।
प्रतिरोध थर्मामीटर के फायदे और नुकसान
किसी भी उपकरण की तरह, प्रतिरोध थर्मामीटर के उपयोग के कई फायदे और नुकसान हैं। आइए उन्हें देखें।
लाभ:
- व्यावहारिक रूप से रैखिक विशेषता;
- माप पर्याप्त रूप से सटीक हैं (त्रुटि 1 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं।);
- कुछ मॉडल सस्ते और उपयोग में आसान हैं;
- उपकरणों की विनिमेयता;
- संचालन की स्थिरता।
नुकसान:
- छोटी माप सीमा;
- माप के अपेक्षाकृत कम सीमित तापमान;
- बढ़ी हुई सटीकता के लिए विशेष कनेक्शन योजनाओं का उपयोग करने की आवश्यकता है, जिससे कार्यान्वयन की लागत बढ़ जाती है।
प्रतिरोध थर्मामीटर लगभग सभी उद्योगों में एक सामान्य उपकरण है। प्राप्त आंकड़ों की सटीकता के डर के बिना कम तापमान को मापने के लिए यह सुविधाजनक है। थर्मामीटर विशेष रूप से टिकाऊ नहीं है, लेकिन उचित मूल्य और सेंसर प्रतिस्थापन में आसानी इस छोटे से नुकसान को खत्म कर देती है।
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