Датчики RTD электронные устройства, используемые для контроля температуры газов или жидкостей. Они бывают разных типов, включая тонкопленочные, медные и никелевые. В некоторых типах используется эталонный резистор, в то время как в других используется конфигурация с тремя выводами. Эти датчики обычно основаны на резистивном принципе и используются во многих различных отраслях промышленности.
Конфигурация с тремя отведениями
Наиболее распространенным типом датчика RTD является трехпроводная конфигурация. Это обеспечивает хорошее сочетание удобства и точности. Хотя он может быть неточным для измерения абсолютной температуры, он компенсирует ошибки, вызванные сопротивлением выводов.
Первым шагом в трехпроводном соединении является измерение сопротивления выводов. В этом случае сопротивление проводов добавляется к сопротивлению RTD. В результате вычисляется сопротивление, возникающее в цепи.
Второй шаг — вычесть сопротивление проводов из сопротивления RTD, чтобы получить истинные показания RTD. Это лучший способ добиться истинных измерений RTD.
Недостатком этого метода является то, что он эффективен только для измерений на коротких расстояниях. Для обеспечения минимальной ошибки все провода должны быть одинаковой длины. Если один из отведений короче, погрешность измерения будет больше.
Еще одним преимуществом этой конструкции является то, что падение напряжения не зависит от сопротивления выводов. Причина этого в том, что токи возбуждения хорошо согласованы. Однако сопротивление свинца может быть проблемой, когда требуется большое сопротивление.
Наконец, двухпроводная конфигурация является самой простой из трех. Это не очень эффективно в приложениях с высоким сопротивлением, но хорошо работает при использовании компенсационного контура.
Хотя двухпроводная конфигурация является самой простой, она также наименее эффективна для получения наиболее точных результатов. При измерении температуры эта конструкция может дать запредельные показания из-за дополнительного сопротивления проводов.
медь или никель
Датчики RTD используются для измерения температуры в различных промышленных приложениях. Они надежны в суровых условиях. Эти приборы работают по простому принципу передачи тепла резистору. По мере увеличения температуры сопротивление также увеличивается.
В зависимости от типа металла, используемого для изготовления RTD, отношение сопротивления к температуре будет варьироваться. Как правило, чем выше сопротивление, тем точнее показания. Однако на точность также может влиять качество провода, используемого для изготовления RTD.
Медь и никель обычно используются в датчиках RTD. Оба относительно недороги и обладают хорошей линейностью и коррозионной стойкостью. По сравнению с платиной они теряют свою точность при высоких температурах.
Медь более стабильна, чем никель. Обычно используется для измерения температуры обмотки двигателей и генераторов. Платина, с другой стороны, невосприимчива к окислению и коррозии.
Медь дешевле по сравнению с другими элементами RTD. Это делает его популярным выбором. Как правило, медь используется для низкотемпературных применений, а никель – для высокотемпературных.
Никель – химически инертный металл. Это относительно дешевый металл, подходящий для менее важных промышленных применений. Он имеет очень узкий температурный диапазон по сравнению с другими металлами.
Кривая сопротивления для каждого металла зависит от чистоты металла. Поэтому важно выбирать компоненты с высоким коэффициентом сопротивления. Более высокое значение R0 облегчит точное измерение сопротивления.
Платина имеет очень высокий температурный коэффициент. Он может быть изготовлен с использованием двух или трех проводов. Хотя платина может быть очень дорогой, это предпочтительный материал для RTD.
фильм
Тонкопленочные датчики RTD используются для измерения температуры в различных областях. Они долговечны, надежны и являются экономически эффективным решением. Резисторы различных типов и размеров доступны в широком ассортименте и могут быть гибко спроектированы для различных приложений.
Обычно на керамическую подложку наносят тонкий слой металла. Затем на подложку наносится микростеклянное покрытие для дополнительной прочности. Кроме того, на металлический корпус обычно наносится защитное покрытие.
Резистивная проволока затем формируется в крошечные катушки и монтируется в керамический корпус. Это обеспечивает минимальную механическую нагрузку и позволяет проводить точные измерения.
Платина обычно используется в конструкции датчиков RTD. Они известны своей высокой линейностью, что означает, что изменение сопротивления точно соответствует устройству. Однако чистота платины может повлиять на точность показаний.
Медь является еще одним широко используемым материалом в конструкции датчика RTD. Он имеет хорошую линейность и хорошую коррозионную стойкость. Однако он имеет ограниченный температурный диапазон.
Никель также используется в конструкции датчиков RTD. Никель имеет хорошее электрическое сопротивление, но его линейность умеренная.
Платина является наиболее точным выбором, с самым большим положительным температурным коэффициентом. Также доступны компоненты из меди и никеля, но изменение их сопротивления при более высоких температурах непостоянно.
Холодный спай датчика RTD обычно представляет собой металлическую оболочку из инконеля или нержавеющей стали. Для холодного спая датчика доступны различные заглушки или разъемы. Обычно они соединяются с чувствительным элементом с помощью пайки или пайки.
Тонкопленочные датчики RTD могут быть изготовлены с оболочкой из нержавеющей стали диаметром 2 мм. Затем эти компоненты обрабатываются лазерной обрезкой, сваркой или трафаретной печатью.
Эталонное сопротивление
Опорный резистор датчика RTD является важной частью системы измерения температуры. Датчик изменяет сопротивление в зависимости от температуры, и устройство измеряет это сопротивление для создания напряжения холостого хода. Доступны несколько стандартных номиналов резисторов, которые варьируются в зависимости от типа используемого RTD.
Наиболее распространенное значение номинального сопротивления составляет 100 Ом. Платина является распространенным элементарным материалом для RTD из-за ее химической стойкости и стабильности. Имеет широкий диапазон рабочих температур.
Платина широко стандартизирована и менее подвержена загрязнению. Однако температура компонента может повлиять на точность измерения. Кроме того, платиновая проволока очень чистая и обладает отличной воспроизводимостью электрических характеристик.
Для многих приложений требуется несколько RTD. Из-за сложности RTD важно понимать, как правильно управлять ими.
Одним из наиболее распространенных методов является использование источника тока. Это позволяет осуществлять более прямую компенсацию падения напряжения. Однако методы интерфейса должны быть адаптированы к приложению.
Другой метод заключается в использовании двухпроводного интерфейса. Два провода соединяют источник питания с RTD. Выводы также вносят вклад в сопротивление цепи. Однако эти отведения могут оказать существенное влияние на точность считывания.
При выборе двухпроводного интерфейса проектировщик должен учитывать сопротивление чувствительного элемента и соединительных проводов. Отсутствие компенсации сопротивления проводов приводит к большим ошибкам в показаниях.
При выборе интерфейса RTD разработчик должен выбрать систему, которая может устранить влияние сопротивления выводов. В некоторых конструкциях используется четырехпроводная система, обеспечивающая большую точность устранения сопротивления выводов.
Стандарт допуска
Существует несколько различных типов стандартов допуска для датчиков RTD. Правильный выбор зависит от приложения.
Первым шагом является определение диапазона температур, в котором вы планируете использовать датчик. Чаще всего это достигается путем выбора материала теплопередачи. Также необходимо учитывать тип используемого чувствительного элемента. Некоторые типы чувствительных элементов более точны, чем другие.
В датчиках RTD используются два основных типа проводов. К ним относятся трехпроводные соединения и четырехпроводные соединения. Оба соединения требуют особого внимания из-за задействованного сопротивления выводов.
В большинстве случаев наиболее точными термометрами сопротивления являются те, которые соответствуют одному или нескольким из следующих критериев. Как правило, чем выше точность, тем дороже датчик. Также часто встречаются датчики с дробной точностью, но это не всегда возможно.
Высокоточные RTD часто описываются как часть точности класса B. Это хороший показатель того, что производитель понимает источник ошибки.
Сам элемент RTD обычно изготавливается из платины или тонкой платиновой пленки. Он имеет температурный коэффициент 0,385 Ом на градус Цельсия. Хотя это может показаться очевидным, на самом деле существует множество вариаций этого температурного коэффициента.
Одним из наиболее часто используемых стандартов допуска для датчиков Pt100 является кривая DIN. Эта кривая определяет сопротивление и температурные характеристики датчика на 100 Ом.
Электромагнитные расходомеры У нас есть передовое и полное первоклассное испытательное оборудование в отрасли, лаборатории физических испытаний, оборудование для автоматической калибровки давления, оборудование для автоматической калибровки температуры и т. д. Вышеупомянутое оборудование может полностью обеспечить предоставление высокоточных конечных продуктов клиентам, а также может гарантировать чтобы клиенты могли выполнять всесторонние требования к испытаниям физических и химических свойств материалов, высокоточных испытаний геометрических размеров и т. д.