저항 온도계 - 온도를 측정하는 센서 : 그것이 무엇인지, 설명 및 유형

온도는 주요 물리적 매개변수 중 하나입니다. 일상 생활과 생산 모두에서 이를 측정하고 제어하는 ​​것이 중요합니다. 이를 위해 많은 특수 장치가 있습니다. 저항 온도계는 과학 및 산업 분야에서 광범위하게 사용되는 가장 일반적인 기기 중 하나입니다. 오늘 우리는 저항 온도계가 무엇인지, 장점과 단점을 말하고 다른 모델을 이해할 것입니다.

적용 분야

저항 온도계 - 고체, 액체 및 기체 매체의 온도를 측정하도록 설계된 장치입니다. 또한 벌크 고체의 온도를 측정하는 데 사용됩니다.

가스 및 석유 생산, 야금, 에너지, 유틸리티 및 기타 여러 산업 분야에서 사용되는 저항 온도계입니다.

중요한! 저항 온도계는 공격적인 환경뿐만 아니라 중립적인 환경에서도 사용할 수 있습니다. 이것은 화학 산업에서 기기의 확산에 기여합니다.

참고하세요! 산업 열전대의 온도 측정을 위해 열전대도 사용됩니다. 자세한 내용은 열전쌍에 대한 기사에서.

센서의 종류와 특성

저항 온도계로 온도를 측정하는 것은 하나 이상의 저항 감지 요소와 연결을 포함합니다. 전선, 보호 하우징에 안전하게 숨겨져 있습니다.

RTD는 감지 요소의 유형에 따라 분류됩니다.

GOST 6651-2009에 따른 금속 저항 온도계

에 따르면 GOST 6651-2009 금속 저항 온도계 그룹, 즉 TS가 있으며 민감한 요소는 금속 와이어 또는 필름의 작은 저항입니다.

백금 온도계

플래티넘 RTD는 다른 유형 중에서 가장 일반적인 것으로 간주되므로 종종 중요한 매개변수를 모니터링하기 위해 설치됩니다. 온도 측정 범위는 -200 °C ~ 650 °C. 특성은 선형 함수에 가깝습니다. 가장 일반적인 유형 중 하나는 Pt100 (Pt는 백금, 100은 0°C에서 100옴을 의미합니다.).

중요한! 이 장치의 주요 단점은 구성에 귀금속을 사용하기 때문에 비쌉니다.

니켈 저항 온도계

니켈 저항 온도계는 온도 범위가 좁기 때문에 생산에 거의 사용되지 않습니다(-60 °С에서 180 °С까지) 및 작동의 복잡성, 그러나 가장 높은 온도 계수를 갖는다는 점에 유의해야 합니다. 0,00617 °С^-1.

이전에는 이러한 센서가 조선에 사용되었지만 지금은 이 산업에서 백금 RTD로 대체되었습니다.

구리 센서(TCM)

구리 센서는 니켈 센서(-50°C ~ 170°C에서만), 그러나 그럼에도 불구하고 그들은 TCS의 더 대중적인 유형입니다.

비밀은 장치의 저렴함에 있습니다.구리 감지 요소는 사용이 간단하고 소박하며 저온 또는 상점의 공기 온도와 같은 관련 매개변수를 측정하는 데 탁월합니다.

그러나 이러한 장치의 수명은 짧고 구리 RTD의 평균 비용은 주머니에 너무 세게 치지 않습니다(약 1,000 루블).

열 저항기

온도 저항은 저항 온도계로 민감한 요소가 반도체로 만들어집니다. 이것은 산화물, 할로겐화물 또는 양쪽성 특성을 가진 기타 물질일 수 있습니다.

이 장치의 장점은 높은 온도 계수뿐만 아니라 미래 제품에 어떤 모양도 부여할 수 있다는 것입니다(얇은 튜브에서 수 마이크론 길이의 장치까지). 일반적으로 서미스터는 온도를 측정하도록 설계되었습니다. -100 °С에서 +200 °С까지..

서미스터에는 두 가지 유형이 있습니다.

• 서미스터 - 음의 저항 온도 계수, 즉 온도가 상승하면 저항이 감소합니다.
• 포지스터 - 저항의 양의 온도 계수를 갖습니다. 즉, 온도가 증가함에 따라 저항도 증가합니다.

측온저항체의 눈금표

눈금 표는 온도계가 특정 저항을 갖는 온도를 쉽게 결정할 수 있는 요약 표입니다. 이러한 표는 계측 작업자가 특정 저항 값에서 측정된 온도 값을 추정하는 데 도움이 됩니다.

이 표에는 특별한 RTD 명칭이 있습니다. 상단 라인에서 볼 수 있습니다. 숫자는 0 ° C에서 센서의 저항 값과 그것이 만들어진 금속을 의미합니다.

금속 용도 지정:

• P 또는 백금 - 백금;
• М - 구리;
• N - 니켈.

예를 들어, 50M은 0°C에서 저항이 50옴인 구리 RTD입니다.

아래는 온도계 보정 표의 일부입니다.

공차 등급

공차 등급을 정확도 등급과 혼동해서는 안 됩니다. 온도계로 직접 측정하고 측정 결과를 보는 것이 아니라 실제 온도에 해당하는 저항값을 배리어나 2차 장치에 전송합니다. 이것이 새로운 개념이 도입된 이유입니다.

허용 오차 등급은 실제 체온과 측정에서 얻은 온도의 차이입니다.

TC에는 4가지 정확도 등급이 있습니다(가장 정확한 것부터 더 큰 오차가 있는 장치까지):

• AA;
• ㄱ;
• 비;
• ㄷ.

다음은 공차 등급 표의 일부입니다. 전체 버전은 다음에서 볼 수 있습니다. GOST 6651-2009.

배선도

저항값을 알기 위해서는 저항값을 측정해야 합니다. 이것은 측정 회로에 포함하여 수행할 수 있습니다. 이렇게하려면 와이어 수와 달성 된 측정 정확도에 따라 서로 다른 세 가지 유형의 회로를 사용하십시오.

• 2선식 회로. 그것은 최소한의 전선을 포함하므로 가장 저렴한 옵션입니다. 그러나 이 회로는 최적의 정확도를 달성하지 못합니다. 온도계의 저항이 사용된 전선의 저항에 추가되어 전선의 길이에 따라 달라지는 오류가 발생합니다. 업계에서는 이러한 계획이 거의 사용되지 않습니다. 정확도가 중요하지 않고 센서가 보조 변환기에 매우 근접한 측정에만 사용됩니다. 2선식 회로 왼쪽 그림에 표시된.
• 3선 회로. 이전 버전과 달리 여기에 추가 와이어가 추가되어 다른 두 측정 와이어 중 하나와 단락됩니다. 주요 목적은 연결된 전선의 저항을 얻을 수 있습니다 이 값을 빼십시오(보상하다) 센서에서 측정된 값에서. 2차 장치는 기본 측정에 추가하여 폐선 사이의 저항을 추가로 측정하여 센서에서 배리어 또는 2차 장치까지 연결 와이어의 저항값을 구합니다. 와이어가 닫혀 있기 때문에 이 값은 0과 같아야 하지만 실제로 와이어의 길이가 길기 때문에 이 값은 몇 옴에 도달할 수 있습니다. 그런 다음 이 오차를 측정값에서 빼서 와이어 저항 보상으로 인해 보다 정확한 판독값을 얻습니다. 이 연결은 필요한 정확도와 수용 가능한 가격 사이의 절충안이므로 대부분의 경우에 사용됩니다. 3선 회로 중앙 그림에 표시됩니다.
• 4선식 회로. 목적은 3-와이어 회로와 동일하지만 오차 보상은 두 측정 와이어 모두로 이동합니다. 3선 회로에서 두 테스트 리드의 저항 값은 동일한 값으로 가정되지만 실제로는 약간 다를 수 있습니다. 4선식 회로에 또 다른 4선식을 추가하여(두 번째 테스트 리드에 단락), 저항 값을 별도로 얻을 수 있으며 전선의 모든 저항을 거의 완벽하게 보상합니다. 그러나 이 회로는 네 번째 도체가 필요하기 때문에 더 비싸므로 충분한 자금이 있는 회사에서 또는 더 높은 정확도가 필요한 매개변수를 측정할 때 구현됩니다. 4-와이어 연결 다이어그램 오른쪽 그림에서 볼 수 있습니다.

참고하세요! Pt1000 센서는 이미 0도에서 1000옴의 저항을 가지고 있습니다.예를 들어 측정 온도가 100-160 ° C이고 약 1400-1600 Ohm에 해당하는 증기 파이프에서 볼 수 있습니다. 길이에 따른 전선의 저항은 약 3-4옴입니다.

측온저항체의 장점과 단점

다른 장치와 마찬가지로 저항 온도계의 사용에는 여러 가지 장점과 단점이 있습니다. 살펴보겠습니다.

장점:

• 거의 선형 특성;
• 측정이 충분히 정확합니다(1 ° C 이하의 오류.);
• 일부 모델은 저렴하고 사용하기 쉽습니다.
• 장치의 호환성;
• 작동의 안정성.

단점:

• 작은 측정 범위;
• 측정의 다소 낮은 제한 온도;
• 정확도 향상을 위해 특수 연결 방식을 사용해야 하므로 구현 비용이 증가합니다.

저항 온도계는 거의 모든 산업 분야에서 흔히 사용되는 장치입니다. 얻은 데이터의 정확도를 걱정하지 않고 저온 측정에 편리합니다. 온도계가 특별히 내구성이 있는 것은 아니지만 합리적인 가격과 센서 교체의 용이성은 이 작은 단점을 상쇄합니다.

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