तापमान हे मुख्य भौतिक मापदंडांपैकी एक आहे. दैनंदिन जीवनात आणि उत्पादनात ते मोजणे आणि नियंत्रित करणे महत्वाचे आहे. या उद्देशासाठी अनेक विशेष उपकरणे आहेत. प्रतिरोधक थर्मामीटर हे विज्ञान आणि उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे सर्वात सामान्य साधन आहे. आज आम्ही तुम्हाला रेझिस्टन्स थर्मामीटर म्हणजे काय, त्याचे फायदे आणि तोटे, तसेच विविध मॉडेल्स समजून घेऊ.
सामग्री
अर्जाचे क्षेत्र
प्रतिरोधक थर्मामीटर - घन, द्रव आणि वायू माध्यमांचे तापमान मोजण्यासाठी डिझाइन केलेले उपकरण आहे. हे मोठ्या प्रमाणात घन पदार्थांचे तापमान मोजण्यासाठी देखील वापरले जाते.
त्याचे स्थान प्रतिरोधक थर्मामीटर गॅस आणि तेल उत्पादन, धातू, ऊर्जा, उपयुक्तता आणि इतर अनेक उद्योगांमध्ये आढळते.
महत्त्वाचे! प्रतिरोधक थर्मामीटरचा वापर तटस्थ वातावरणात तसेच आक्रमक वातावरणात केला जाऊ शकतो. हे रासायनिक उद्योगात इन्स्ट्रुमेंटच्या प्रसारास हातभार लावते.
कृपया लक्षात ठेवा! उद्योगात तापमान मोजण्यासाठी थर्मोकपल्स देखील वापरले जातात, त्यांच्याबद्दल अधिक जाणून घ्या थर्मोकपल्सबद्दल आमच्या लेखात.
सेन्सर्सचे प्रकार आणि त्यांची वैशिष्ट्ये
रेझिस्टन्स थर्मामीटरने तापमान मोजण्यासाठी एक किंवा अधिक रेझिस्टन्स सेन्सिंग घटक आणि कनेक्टिंग यांचा समावेश होतो. तारा, जे संरक्षणात्मक गृहनिर्माण मध्ये सुरक्षितपणे लपलेले आहेत.
RTD चे वर्गीकरण संवेदन घटकाच्या प्रकारानुसार केले जाते.
GOST 6651-2009 नुसार मेटल प्रतिरोधक थर्मामीटर
त्यानुसार GOST 6651-2009 मेटॅलिक रेझिस्टन्स थर्मोमीटरचा एक समूह आहे, म्हणजे, टीएस, ज्याचा संवेदनशील घटक - तो मेटल वायर किंवा फिल्मचा एक लहान रेझिस्टर आहे.
प्लॅटिनम तापमान मीटर
प्लॅटिनम आरटीडी इतर प्रकारांमध्ये सर्वात सामान्य मानले जातात, म्हणून ते महत्त्वपूर्ण पॅरामीटर्सचे निरीक्षण करण्यासाठी स्थापित केले जातात. तापमान मापन श्रेणी आहे -200 °C ते 650 °C पर्यंत. वैशिष्ट्य रेखीय कार्याच्या जवळ आहे. सर्वात सामान्य प्रकारांपैकी एक आहे Pt100 (Pt म्हणजे प्लॅटिनम, 100 म्हणजे 0 °C वर 100 ohms).
महत्त्वाचे! या डिव्हाइसचा मुख्य गैरसोय - रचनामध्ये मौल्यवान धातूच्या वापरामुळे महाग.
निकेल प्रतिरोधक थर्मामीटर
अरुंद तापमान श्रेणी (-60 °С ते 180 °С पर्यंत) आणि ऑपरेशनची जटिलता, तथापि, हे लक्षात घेतले पाहिजे की त्यांच्याकडे उच्चतम तापमान गुणांक आहे ०,००६१७°से-1.
यापूर्वी असे सेन्सर जहाजबांधणीमध्ये वापरले जात होते, तथापि, आता या उद्योगात त्यांची जागा प्लॅटिनम आरटीडीने घेतली आहे.
कॉपर सेन्सर्स (TCM)
असे दिसते की तांबे सेन्सर्सची वापराची श्रेणी निकेल सेन्सर्सपेक्षा कमी आहे (फक्त -50 °C ते 170 °C पर्यंत), परंतु, तरीही, ते TCS चे अधिक लोकप्रिय प्रकार आहेत.
डिव्हाइसच्या स्वस्तपणामध्ये रहस्य आहे.कॉपर सेन्सिंग घटक वापरात सोपे आणि नम्र आहेत आणि कमी तापमान किंवा संबंधित पॅरामीटर्स मोजण्यासाठी उत्कृष्ट आहेत, जसे की दुकानातील हवेचे तापमान.
तथापि, अशा डिव्हाइसचे सेवा आयुष्य लहान आहे, आणि तांबे RTDs ची सरासरी किंमत खिशात फारशी आदळत नाही (सुमारे 1 हजार रूबल).
थर्मल प्रतिरोधक
थर्मोरेसिस्टर हे प्रतिरोधक थर्मामीटर आहेत, ज्यांचे संवेदनशील घटक अर्धसंवाहक बनलेले असतात. हे ऑक्साईड, हॅलाइड किंवा एम्फोटेरिक गुणधर्मांसह इतर पदार्थ असू शकतात.
या उपकरणाचा फायदा म्हणजे केवळ उच्च तापमान गुणांकच नाही तर भविष्यातील उत्पादनाला कोणताही आकार देण्याची क्षमता (एका पातळ नळीपासून अनेक मायक्रॉन लांबीच्या उपकरणापर्यंत). सामान्यतः थर्मिस्टर्स तापमान मोजण्यासाठी डिझाइन केलेले असतात -100 °С पासून +200 °С पर्यंत..
थर्मिस्टर्सचे दोन प्रकार आहेत:
- थर्मिस्टर्स - प्रतिकाराचे नकारात्मक तापमान गुणांक आहे, म्हणजे, जेव्हा तापमान वाढते तेव्हा प्रतिकार कमी होतो;
- पोस्टिस्टर्स - प्रतिकाराचे सकारात्मक तापमान गुणांक आहे, म्हणजेच वाढत्या तापमानासह, प्रतिकार देखील वाढतो.
प्रतिरोधक थर्मामीटरसाठी ग्रॅज्युएशन टेबल
ग्रॅज्युएशन टेबल्स एक सारांश ग्रिड आहे ज्यावरून आपण सहजपणे निर्धारित करू शकता की थर्मामीटरला विशिष्ट प्रतिकार असेल. अशा तक्त्यांमुळे इन्स्ट्रुमेंटेशन कर्मचार्‍यांना विशिष्ट प्रतिकार मूल्यावरून मोजलेल्या तापमानाच्या मूल्याचा अंदाज लावण्यात मदत होते.
या सारणीमध्ये, विशेष RTD पदनाम आहेत. तुम्ही त्यांना वरच्या ओळीत पाहू शकता. संख्या म्हणजे 0 डिग्री सेल्सिअस तापमानावरील सेन्सरचे प्रतिरोधक मूल्य आणि ते ज्या धातूपासून बनवले जाते ते अक्षर.
धातूच्या वापराच्या पदनामासाठी:
- पी किंवा पं - प्लॅटिनम;
- एम - तांबे;
- एन - निकेल.
उदाहरणार्थ, 50M एक तांबे RTD आहे, ज्याचा प्रतिकार 0 °C वर 50 ohms असतो.
खाली थर्मामीटर कॅलिब्रेशन सारणीचा एक तुकडा आहे.
| 50M (ओहम) | 100M (ओहम) | 50P (ओहम) | 100P (ओहम) | 500P (ओहम) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °С | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °С | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| ५०°से | 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 |
सहिष्णुता वर्ग
सहिष्णुता वर्ग अचूकता वर्गासह गोंधळून जाऊ नये. थर्मामीटरने, आम्ही मापन परिणाम थेट मोजत नाही आणि पाहत नाही, परंतु आम्ही अडथळे किंवा दुय्यम उपकरणांना वास्तविक तापमानाशी संबंधित प्रतिरोध मूल्य प्रसारित करतो. त्यामुळे ही नवीन संकल्पना मांडण्यात आली आहे.
सहिष्णुता वर्ग म्हणजे शरीराचे वास्तविक तापमान आणि मोजमापातून मिळालेले तापमान यातील फरक.
TC चे 4 अचूकता वर्ग आहेत (सर्वात अचूक ते मोठ्या त्रुटी असलेल्या डिव्हाइसेसपर्यंत):
- एए;
- ए;
- ब;
- स.
येथे सहिष्णुता वर्गांच्या सारणीचा एक तुकडा आहे, संपूर्ण आवृत्ती आपण पाहू शकता GOST 6651-2009.
| अचूकता वर्ग | सहिष्णुता, °С | तापमान श्रेणी, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| तांबे टी.एस | प्लॅटिनम टीएस | निकेल टीएस | ||
| ए.ए | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | -50°C ते +250°C पर्यंत | - |
| ए | ±(0,15+0,002 |t|) | -50 °C ते +120 °C पर्यंत | -100 °C ते +450 °C पर्यंत | - |
| वि | ± (0,3 + 0,005 |t|) | -50 °C ते +200 °C पर्यंत | -195 °C ते +650 °C पर्यंत | - |
| स | ±(0,6 + 0,01 |t|) | -180°C ते +200°C | -195°C ते +650°C | -60°C ते +180°C |
वायरिंग आकृती
प्रतिकाराचे मूल्य जाणून घेण्यासाठी ते मोजले पाहिजे. हे मापन सर्किटमध्ये समाविष्ट करून केले जाऊ शकते. हे करण्यासाठी, तीन प्रकारचे सर्किट वापरा, जे तारांच्या संख्येने आणि मापन अचूकतेद्वारे एकमेकांपासून भिन्न आहेत:
- 2-वायर सर्किट. त्यात वायर्सची किमान संख्या आहे आणि म्हणून हा सर्वात स्वस्त पर्याय आहे. तथापि, हे सर्किट इष्टतम अचूकता प्राप्त करणार नाही - थर्मामीटरचा प्रतिकार वापरलेल्या तारांच्या प्रतिकारामध्ये जोडला जाईल, ज्यामुळे तारांच्या लांबीवर अवलंबून असलेली त्रुटी येईल. उद्योगात, अशी योजना क्वचितच वापरली जाते. हे केवळ मोजमापांसाठी वापरले जाते जेथे अचूकता महत्त्वाची नसते आणि सेन्सर दुय्यम ट्रान्सड्यूसरच्या जवळ असतो. 2-वायर सर्किट डाव्या चित्रात दाखवले आहे.
- 3-वायर सर्किट. मागील आवृत्तीच्या उलट, येथे अतिरिक्त वायर जोडली गेली आहे, इतर दोन मापन तारांपैकी एकाला शॉर्ट सर्किट केले आहे. त्याचा मुख्य उद्देश आहे जोडलेल्या तारांचा प्रतिकार मिळविण्यात सक्षम होण्यासाठी आहे आणि हे मूल्य वजा करा (भरपाई) सेन्सरकडून मोजलेल्या मूल्यावरून. दुय्यम यंत्र, मूलभूत मापन व्यतिरिक्त, बंद तारांमधील प्रतिकार देखील मोजते, अशा प्रकारे सेन्सरपासून अडथळा किंवा दुय्यम उपकरणापर्यंत कनेक्शन वायरचे प्रतिरोध मूल्य प्राप्त करते. तारा बंद असल्याने, हे मूल्य शून्य इतके असले पाहिजे, परंतु खरेतर, तारांच्या लांब लांबीमुळे, हे मूल्य अनेक ओहमपर्यंत पोहोचू शकते. मग ही त्रुटी मोजलेल्या मूल्यातून वजा केली जाते, तारांच्या प्रतिकाराच्या भरपाईमुळे अधिक अचूक वाचन प्राप्त होते. हे कनेक्शन बहुतेक प्रकरणांमध्ये वापरले जाते, कारण ते आवश्यक अचूकता आणि स्वीकार्य किंमत यांच्यातील तडजोड आहे. 3 वायर सर्किट मध्यभागी चित्रात दाखवले आहे.
- 4-वायर सर्किट. उद्देश 3-वायर सर्किट प्रमाणेच आहे, परंतु त्रुटीची भरपाई दोन्ही मापन तारांवर जाते. थ्री-वायर सर्किटमध्ये, दोन्ही टेस्ट लीड्सचे रेझिस्टन्स व्हॅल्यू समान मानली जाते, परंतु प्रत्यक्षात ते थोडे वेगळे असू शकते. चार-वायर सर्किटमध्ये आणखी चौथा वायर जोडून (दुसर्‍या कसोटी आघाडीपर्यंत कमी), त्याचे प्रतिकार मूल्य स्वतंत्रपणे मिळवणे शक्य आहे आणि वायर्सच्या सर्व प्रतिकारांची जवळजवळ पूर्णपणे भरपाई करणे शक्य आहे. तथापि, हे सर्किट अधिक महाग आहे कारण चौथा कंडक्टर आवश्यक आहे आणि म्हणून एकतर पुरेसा निधी असलेल्या कंपन्यांमध्ये किंवा अधिक अचूकतेची आवश्यकता असलेल्या पॅरामीटर्सचे मापन करताना लागू केले जाते. 4-वायर कनेक्शन आकृती आपण उजवीकडील आकृतीमध्ये पाहिले जाऊ शकते.
कृपया लक्षात ठेवा! Pt1000 सेन्सरमध्ये आधीपासून शून्य अंशांवर 1000 ohms चे प्रतिकार आहे.आपण ते पाहू शकता, उदाहरणार्थ, स्टीम पाईपवर, जेथे मोजलेले तापमान 100-160 ° से आहे, जे सुमारे 1400-1600 ओहमशी संबंधित आहे. लांबीवर अवलंबून तारांचा प्रतिकार सुमारे 3-4 ohms आहे, म्हणजेच ते व्यावहारिकरित्या त्रुटीवर प्रभाव पाडत नाहीत आणि तीन-वायर किंवा चार-वायर कनेक्शन योजना वापरण्यात काही अर्थ नाही.
प्रतिरोधक थर्मामीटरचे फायदे आणि तोटे
कोणत्याही उपकरणाप्रमाणे, प्रतिरोधक थर्मामीटरच्या वापरामध्ये अनेक फायदे आणि तोटे आहेत. त्यांच्याकडे पाहू.
फायदे:
- व्यावहारिकदृष्ट्या रेखीय वैशिष्ट्य;
- मोजमाप पुरेसे अचूक आहेत (त्रुटी 1 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त नाही.);
- काही मॉडेल स्वस्त आणि वापरण्यास सुलभ आहेत;
- उपकरणांची अदलाबदल क्षमता;
- ऑपरेशनची स्थिरता.
तोटे:
- लहान मोजमाप श्रेणी;
- मोजमापांचे कमी मर्यादित तापमान;
- वाढीव अचूकतेसाठी विशेष कनेक्शन योजना वापरण्याची आवश्यकता आहे, ज्यामुळे अंमलबजावणीची किंमत वाढते.
प्रतिरोधक थर्मामीटर हे जवळजवळ सर्व उद्योगांमध्ये एक सामान्य साधन आहे. प्राप्त केलेल्या डेटाच्या अचूकतेची भीती न बाळगता कमी तापमान मोजण्यासाठी हे सोयीस्कर आहे. थर्मामीटर विशेषतः टिकाऊ नाही, परंतु वाजवी किंमत आणि सेन्सर बदलण्याची सुलभता ही लहान गैरसोय ओव्हरराइड करते.
संबंधित लेख:
