Temperaturen är en av de viktigaste fysiska parametrarna. Det är viktigt att mäta och kontrollera den både i vardagen och i produktionen. Det finns många specialutrustning för detta ändamål. Motståndstermometern är ett av de vanligaste instrumenten som används flitigt inom vetenskap och industri. I dag ska vi förklara vad en motståndstermometer är, dess fördelar och nackdelar och vi ska förstå de olika modellerna.
Innehåll
Användningsområde
En motståndstermometer - En motståndstermometer är en anordning för att mäta temperaturen i fasta, flytande och gasformiga medier. Den används också för att mäta temperaturen hos bulkämnen.
Deras motståndstermometer finns inom gas- och oljeproduktion, metallurgi, energi, försörjningsföretag och många andra industrier.
VIKTIGT! Motståndstermometrar kan användas i både neutrala och aggressiva medier. Detta bidrar till den utbredda användningen av instrumentet inom den kemiska industrin.
Observera! För temperaturmätning inom industrin används även termoelement, läs mer om dem i i vår artikel om termoelement.
Typer av sensorer och deras specifikationer
Temperaturmätning med en motståndstermometer sker med hjälp av ett eller flera motståndskänsliga element och anslutning av ledningarDessa är inkapslade i ett skyddande hölje.
RTD:er klassificeras enligt typen av mätelement.
Metallmotståndstermometer enligt GOST 6651-2009
Enligt GOST 6651-2009 Det finns en grupp metalliska motståndstermometrar, dvs. TS, vars känsliga element är ett litet motstånd av metalltråd eller metallfilm.
Temperaturmätare i platina
Platina-RTD:er anses vara de vanligaste av de andra typerna, så de installeras ofta för att övervaka viktiga parametrar. Temperaturmätningsområdet är -200 °C till 650 °C. Den karakteristiska kurvan ligger nära en linjär funktion. En av de vanligaste typerna är Pt100 (Pt är platina, 100 betyder 100 ohm vid 0 °C.).
VIKTIGT! Den största nackdelen med denna anordning är den höga kostnaden på grund av användningen av ädelmetall i kompositionen.
Termometrar med nickelmotstånd
Nickelmotståndstermometrar används nästan aldrig i produktionen på grund av deras smala temperaturområde (från -60 °C till 180 °C) och komplexiteten i driften, men det bör dock noteras att de har den högsta temperaturkoefficienten för 0,00617 °С-1.
Dessa givare användes tidigare inom varvsindustrin men har nu ersatts av temperaturgivare av platina inom denna industri.
Kopparsensorer (TCM)
Kopparsensorer verkar ha ett ännu smalare avkänningsområde än nickelsensorer (endast från -50 °C till 170 °C), men de är ändå den mest populära sensortypen.
Hemligheten är den låga ägandekostnaden. Koppargivare är enkla och okomplicerade att använda och är utmärkta för att mäta låga temperaturer eller relaterade parametrar som t.ex. lufttemperatur i verkstäder.
Livslängden för en sådan anordning är dock kort, och den genomsnittliga kostnaden för en temperaturgivare i koppar är inte alltför blygsam (cirka 1 000 rubel).
Termiska motstånd
Termoresistorer är motståndstermometrar vars känsliga element består av en halvledare. Det kan vara en oxid, en halogenid eller ett annat ämne med amfoteriska egenskaper.
Fördelen med denna anordning är inte bara den höga temperaturkoefficienten, utan också möjligheten att forma den framtida produkten i vilken form som helst (från tunna rör till flera mikrometer långa). Termistorer är vanligtvis konstruerade för att mäta temperaturer. mellan -100 °C och +200 °C..
Man skiljer mellan två typer av termistorer:
- Termistorer - har en negativ temperaturkoefficient för resistans, dvs. när temperaturen stiger minskar resistansen;
- posistorer - har en positiv temperaturkoefficient för motståndet, dvs. med stigande temperatur ökar också motståndet.
Kalibreringstabeller för motståndstermometrar
Graderingstabeller är ett sammanfattande rutnät som gör det lätt att avgöra vid vilken temperatur en termometer har ett visst motstånd. Sådana tabeller hjälper instrumenteringsteknikern att uppskatta värdet av den uppmätta temperaturen utifrån ett visst motståndsvärde.
I denna tabell finns särskilda RTD-beteckningar. Du kan se dem på den översta raden. Siffran anger sensorns motståndsvärde vid 0 °C och bokstaven den metall som den är tillverkad av.
Metallbeteckningen används:
- P eller Pt - platina
- М - koppar;
- N - nickel.
Exempelvis 50M är en koppar-TC med ett motstånd på 50 ohm vid 0 °C.
Nedan visas ett fragment av termometerns graderingstabell.
| 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 |
Toleransklass
Toleransklassen ska inte förväxlas med noggrannhetsklassen. Med en termometer mäter vi inte direkt och ser resultatet av mätningen, utan vi överför det motståndsvärde som motsvarar den faktiska temperaturen till barriärerna eller sekundära instrument. Därför har en ny term införts.
Toleransklassen är skillnaden mellan den faktiska kroppstemperaturen och den uppmätta temperaturen.
Det finns fyra noggrannhetsklasser för TC (Noggrannhetsklasser från de mest noggranna till de med störst osäkerhet.):
- AA;
- А;
- B;
- С.
Här är ett utdrag ur tabellen över toleransklasser, den fullständiga versionen finns i GOST 6651-2009.
| Noggrannhetsklass | Tolerans, °C | Temperaturområde, °C | ||
|---|---|---|---|---|
| Koppar TS | Platinum TS | Nickel TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | 50 °C till +250 °C | - |
| А | ±(0,15+0,002 |t|) | från -50 °C till +120 °C | 100 °C till +450 °C | - |
| В | ± (0,3 + 0,005 |t|) | från -50 °C till +200 °C | -195 °C till +650 °C | - |
| С | ±(0,6 + 0,01 |t|) | -180 °C till +200 °C | -195 °C till +650 °C | -60 °C till +180 °C |
kopplingsschema
För att ta reda på motståndsvärdet måste det mätas. Detta kan göras genom att den integreras i en mätkrets. I allmänhet används tre olika kretsar, som alla skiljer sig åt genom antalet trådar och den noggrannhet som uppnås:
- 2-trådig krets. Den innehåller det minsta antalet kablar och är därför det billigaste alternativet. Om man väljer denna krets får man dock inte optimal noggrannhet - termometerns motstånd kommer att läggas till motståndet hos de använda trådarna, vilket medför ett fel som beror på längden på trådarna. Inom industrin används ett sådant system sällan. Den används endast för mätningar där noggrannheten inte är viktig och sonden är placerad i närheten av den sekundära givaren. 2-trådig krets som visas på den vänstra bilden.
- 3-trådig krets. Till skillnad från den tidigare versionen har en extra tråd lagts till här, som kortsluter en av de två andra mätledningarna. Dess huvudsakliga syfte är att är att kunna få fram motståndet hos de anslutna ledningarna. och dra ifrån detta värde (kompensera) från sensorns uppmätta värde. Den sekundära anordningen mäter förutom den grundläggande mätningen även motståndet mellan de stängda trådarna och får därigenom fram motståndsvärdet för anslutningstrådarna från sensorn till barriären eller den sekundära anordningen. Eftersom ledningarna är slutna bör detta värde vara noll, men på grund av ledarnas långa längd kan värdet nå flera ohm. Detta fel subtraheras sedan från det uppmätta värdet, vilket ger en mer exakt avläsning genom att kompensera för ledarnas motstånd. Denna anslutning används i de flesta fall, eftersom det är en kompromiss mellan den noggrannhet som krävs och ett acceptabelt pris. 3-trådig krets visas i den centrala ritningen..
- 4-trådig krets. Syftet är detsamma som med den tretrådiga kretsen, men felkompensation ges till båda mätledningarna. I en tretrådig krets antas motståndsvärdet för båda testledningarna vara detsamma, men det faktiska värdet kan skilja sig något. Genom att lägga till ytterligare en fjärde ledning i en fyrtrådig krets (kortslutas till den andra mätledningen.), är det möjligt att få fram dess resistansvärde separat och nästan helt kompensera för all resistans från ledningarna. Denna krets är dock dyrare eftersom det krävs en fjärde ledare och därför bör den antingen användas i företag med tillräckliga medel eller för mätningar där större noggrannhet krävs. Diagram för 4-trådsanslutning du kan se på den högra bilden.
Observera! Pt1000 har redan ett motstånd på 1000 ohm vid noll grader. Dessa kan till exempel ses på ett ångrör, där den uppmätta temperaturen är 100-160 °C, vilket motsvarar ca 1400-1600 ohm. Ledningarnas resistans är beroende på deras längd ca 3-4 Ω, dvs. de har nästan ingen inverkan på felet och det är ingen större idé att använda en tre- eller fyrtrådig anslutning.
Fördelar och nackdelar med motståndstermometrar
Precis som alla andra apparater har motståndstermometrar ett antal för- och nackdelar. Låt oss titta på dem.
Fördelar:
- Praktiskt taget linjär karakteristik;
- måtten är ganska exakta (Felaktigheten är max. 1 °C.);
- Vissa modeller är billiga och enkla att använda;
- Utbytbarhet av anordningar;
- Stabilitet i driften.
nackdelar:
- litet mätområde;
- ganska låg temperaturgräns;
- Behovet av att använda särskilda kopplingsscheman för ökad noggrannhet, vilket ökar kostnaderna för genomförandet.
Motståndstermometern är en vanlig anordning i nästan alla industribranscher. Det är lätt att mäta låga temperaturer utan att behöva oroa sig för mätningarnas noggrannhet. Termometern är inte särskilt hållbar, men det rimliga priset och det enkla utbytet av sensorn kompenserar för denna lilla nackdel.
Relaterade artiklar:
