Suhu adalah salah satu parameter fisik utama. Penting untuk mengukur dan mengendalikannya baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam produksi. Ada banyak perangkat khusus untuk tujuan ini. Termometer resistansi adalah salah satu instrumen yang paling umum digunakan secara luas dalam sains dan industri. Hari ini kami akan memberi tahu Anda apa itu termometer resistansi, kelebihan dan kekurangannya, serta memahami model yang berbeda.
Isi
Area Aplikasi
Termometer resistansi - adalah perangkat yang dirancang untuk mengukur suhu media padat, cair dan gas. Hal ini juga digunakan untuk mengukur suhu padatan curah.
Termometer resistansi tempatnya ditemukan dalam produksi gas dan minyak, metalurgi, energi, utilitas, dan banyak industri lainnya.
PENTING! Termometer resistansi dapat digunakan di lingkungan netral maupun agresif. Ini berkontribusi pada penyebaran instrumen di industri kimia.
Tolong dicatat! Untuk mengukur suhu di industri, termokopel juga digunakan, pelajari lebih lanjut dari dalam artikel kami tentang termokopel.
Jenis-jenis sensor dan karakteristiknya
Mengukur suhu dengan termometer resistansi melibatkan satu atau lebih elemen penginderaan resistansi dan menghubungkan kabel, yang tersembunyi dengan aman di rumah pelindung.
RTD diklasifikasikan menurut jenis elemen penginderaan.
Termometer ketahanan logam menurut GOST 6651-2009
Berdasarkan GOST 6651-2009 Ada sekelompok termometer resistansi logam, yaitu TS, yang elemen sensitifnya adalah resistor kecil dari kawat atau film logam.
Pengukur suhu platinum
Platinum RTD dianggap yang paling umum di antara jenis lainnya, sehingga sering dipasang untuk memantau parameter penting. Rentang pengukuran suhu adalah dari -200 °C hingga 650 °C. Karakteristiknya mendekati fungsi linier. Salah satu jenis yang paling umum adalah Pt100 (Pt adalah platinum, 100 berarti 100 ohm pada 0 °C).
PENTING! Kerugian utama dari perangkat ini - mahal karena penggunaan logam mulia dalam komposisi.
Termometer resistansi nikel
Termometer resistansi nikel hampir tidak digunakan dalam produksi karena rentang suhu yang sempit (dari -60 °С hingga 180 °С) dan kompleksitas operasi, namun, perlu dicatat bahwa mereka memiliki koefisien suhu tertinggi 0,00617 °С-1.
Sebelumnya sensor tersebut digunakan dalam pembuatan kapal, namun, sekarang di industri ini mereka telah digantikan oleh RTD platinum.
Sensor Tembaga (TCM)
Tampaknya sensor tembaga memiliki jangkauan penggunaan yang lebih sempit daripada sensor nikel (hanya dari -50 °C hingga 170 °C), tetapi, bagaimanapun, mereka adalah jenis TCS yang lebih populer.
Rahasianya ada pada murahnya perangkat.Elemen penginderaan tembaga sederhana dan sederhana dalam penggunaan, dan sangat baik untuk mengukur suhu rendah atau parameter terkait, seperti suhu udara di toko.
Namun, masa pakai perangkat semacam itu pendek, dan biaya rata-rata RTD tembaga tidak terlalu mahal (sekitar 1.000 rubel).
Resistor termal
Termoresistor adalah termometer resistansi, yang elemen sensitifnya terbuat dari semikonduktor. Ini bisa berupa oksida, halida atau zat lain dengan sifat amfoter.
Keuntungan dari perangkat ini tidak hanya koefisien suhu tinggi, tetapi juga kemampuan untuk memberikan bentuk apa pun pada produk masa depan (dari tabung tipis ke perangkat dengan panjang beberapa mikron). Biasanya termistor dirancang untuk mengukur suhu dari -100 °С hingga +200 °С..
Ada dua jenis termistor:
- Termistor - memiliki koefisien resistansi suhu negatif, yaitu, ketika suhu naik, resistansi menurun;
- posistor - memiliki koefisien resistansi suhu positif, yaitu dengan meningkatnya suhu, resistansi juga meningkat.
Tabel kelulusan untuk termometer resistansi
Tabel kelulusan adalah kisi ringkasan tempat Anda dapat dengan mudah menentukan pada suhu berapa termometer akan memiliki resistansi tertentu. Tabel tersebut membantu pekerja instrumentasi memperkirakan nilai suhu yang diukur dari nilai resistansi tertentu.
Di dalam tabel ini, ada penunjukan RTD khusus. Anda dapat melihatnya di baris teratas. Angka berarti nilai resistansi sensor pada 0 ° C, dan huruf logam yang membuatnya.
Untuk penunjukan penggunaan logam:
- P atau Pt - platina;
- - tembaga;
- N - nikel.
Misalnya, 50M adalah RTD tembaga, dengan resistansi 50 ohm pada 0 °C.
Di bawah ini adalah bagian dari tabel kalibrasi termometer.
| 50M (Ohm) | 100M (Ohm) | 50P (Ohm) | 100P (Ohm) | 500P (Ohm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -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 |
Kelas toleransi
Kelas toleransi tidak boleh disamakan dengan kelas akurasi. Dengan termometer, kita tidak secara langsung mengukur dan melihat hasil pengukuran, tetapi kita mengirimkan nilai resistansi yang sesuai dengan suhu sebenarnya ke penghalang atau perangkat sekunder. Inilah sebabnya mengapa konsep baru telah diperkenalkan.
Kelas toleransi adalah perbedaan antara suhu tubuh yang sebenarnya dan suhu yang diperoleh dari pengukuran.
Ada 4 kelas akurasi TC (Dari yang paling akurat hingga perangkat dengan kesalahan yang lebih besar):
- A A;
- ;
- B;
- .
Berikut adalah bagian dari tabel kelas toleransi, versi lengkapnya dapat Anda lihat di GOST 6651-2009.
| Kelas akurasi | Toleransi, °С | Kisaran suhu, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Tembaga TS | Platinum TS | Nikel TS | ||
| A A | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | dari -50 °C hingga +250 °C | - |
| ±(0,15+0,002 |t|) | dari -50 °C hingga +120 °C | dari -100 °C hingga +450 °C | - | |
| ± (0,3 + 0,005 |t|) | dari -50 °C hingga +200 °C | dari -195 °C hingga +650 °C | - | |
| ±(0,6 + 0,01 |t|) | -180 °C hingga +200 °C | -195 °C hingga +650 °C | -60 °C hingga +180 °C | |
diagram pengkabelan
Untuk mengetahui nilai hambatan harus diukur. Ini dapat dilakukan dengan memasukkannya ke dalam rangkaian pengukuran. Untuk melakukan ini, gunakan tiga jenis sirkuit, yang berbeda satu sama lain dalam jumlah kabel dan akurasi pengukuran yang dicapai:
- sirkuit 2-kawat. Ini berisi jumlah minimum kabel dan karena itu merupakan pilihan termurah. Namun, sirkuit ini tidak akan mencapai akurasi optimal - resistansi termometer akan ditambahkan ke resistansi kabel yang digunakan, yang akan menimbulkan kesalahan yang bergantung pada panjang kabel. Dalam industri, skema seperti itu jarang digunakan. Ini hanya digunakan untuk pengukuran di mana akurasi tidak penting dan sensor berada di dekat transduser sekunder. sirkuit 2-kawat ditunjukkan pada gambar kiri.
- sirkuit 3-kawat. Berbeda dengan versi sebelumnya, kabel tambahan ditambahkan di sini, dihubung pendek ke salah satu dari dua kabel pengukur lainnya. Tujuan utamanya adalah adalah untuk bisa mendapatkan hambatan dari kabel yang terhubung dan kurangi nilai ini (mengimbangi) dari nilai terukur dari sensor. Perangkat sekunder, selain pengukuran dasar, juga mengukur resistansi antara kabel tertutup, sehingga memperoleh nilai resistansi kabel koneksi dari sensor ke penghalang atau perangkat sekunder. Karena kabel ditutup, nilai ini harus sama dengan nol, tetapi pada kenyataannya, karena panjangnya kabel, nilai ini dapat mencapai beberapa ohm. Kemudian kesalahan ini dikurangi dari nilai yang diukur, memperoleh pembacaan yang lebih akurat, karena kompensasi resistansi kabel. Sambungan ini digunakan dalam banyak kasus, karena merupakan kompromi antara akurasi yang diperlukan dan harga yang dapat diterima. Sirkuit 3 kawat ditunjukkan pada gambar tengah.
- sirkuit 4-kawat. Tujuannya sama dengan sirkuit 3-kawat, tetapi kompensasi kesalahan berlaku untuk kedua kabel pengukuran. Dalam rangkaian tiga-kawat, nilai resistansi kedua kabel uji diasumsikan sama, tetapi sebenarnya mungkin sedikit berbeda. Dengan menambahkan kawat keempat lainnya dalam rangkaian empat kawat (korslet ke lead tes kedua), dimungkinkan untuk mendapatkan nilai resistansinya secara terpisah dan hampir sepenuhnya mengkompensasi semua resistansi dari kabel. Namun, sirkuit ini lebih mahal karena diperlukan konduktor keempat dan oleh karena itu diimplementasikan baik di perusahaan dengan dana yang cukup, atau ketika mengukur parameter di mana akurasi yang lebih besar diperlukan. Diagram koneksi 4-kawat Anda dapat dilihat pada gambar di sebelah kanan.
Tolong dicatat! Sensor Pt1000 sudah memiliki resistansi 1000 ohm pada nol derajat.Anda dapat melihatnya, misalnya, pada pipa uap, di mana suhu yang diukur sama dengan 100-160 ° C, yang setara dengan sekitar 1400-1600 Ohm. Resistansi kabel tergantung pada panjangnya sekitar 3-4 ohm, yaitu mereka praktis tidak mempengaruhi kesalahan dan tidak ada gunanya menggunakan skema koneksi tiga kabel atau empat kabel.
Keuntungan dan kerugian termometer resistansi
Seperti perangkat apa pun, penggunaan termometer resistansi memiliki sejumlah kelebihan dan kekurangan. Mari kita lihat mereka.
Keuntungan:
- karakteristik praktis linier;
- pengukuran cukup akurat (kesalahan tidak lebih dari 1 ° C.);
- beberapa model murah dan mudah digunakan;
- pertukaran perangkat;
- stabilitas operasi.
Kekurangan:
- rentang pengukuran kecil;
- agak rendah membatasi suhu pengukuran;
- Kebutuhan untuk menggunakan skema koneksi khusus untuk meningkatkan akurasi, yang meningkatkan biaya implementasi.
Termometer resistansi adalah perangkat umum di hampir semua industri. Lebih mudah untuk mengukur suhu rendah tanpa mengkhawatirkan keakuratan data yang diperoleh. Termometer tidak terlalu tahan lama, tetapi harga yang wajar dan kemudahan penggantian sensor mengesampingkan kelemahan kecil ini.
Artikel terkait:
