RTD temperatūras mērītāja ķēdes izveidošana

Šajā amatā mēs iemācāmies izveidot RTD temperatūras mērītāja ķēdi, kā arī uzzināt par dažādiem RTD un to darbības principiem, izmantojot formulas.

Kas ir PTA

RTD vai pretestības temperatūras detektors darbojas, atklājot sensora metāla pretestības atšķirību vai pieaugumu, kad to pakļauj karstumam.

Šī elementa temperatūras maiņa, kas ir tieši proporcionāla siltumam, nodrošina tiešu piemēroto temperatūras līmeņu nolasīšanu.

Rakstā ir paskaidrots, kā darbojas RTD, kā arī kā izveidot vienkāršu augstas temperatūras sensora ķēdi, izmantojot pašmāju RTD ierīci.

Tiešu nolasījumu dažādu pretestības vērtību veidā var iegūt, sildot parastu “sildītāja spirāli” vai “dzelzs” elementu.

Pretestība ir tieši ekvivalenta pakļautajam siltumam, atbilst pielietotajam siltumam un kļūst izmērāma ar parastu digitālo omu skaitītāju. Uzzināt vairāk.

Kā darbojas PTA temperatūras mērītāji

Visiem metāliem ir šī kopīgā īpašība, tas ir, tie visi maina savu pretestību vai vadītspējas pakāpi, reaģējot uz siltumu vai temperatūras paaugstināšanos. Metāla pretestība palielinās, sakarstot un otrādi. Šis metālu īpašums tiek izmantots PTA.

Iepriekš minētās metāla pretestības izmaiņas acīmredzami ir saistītas ar elektrisko strāvu un nozīmē, ka, ja strāva tiek izvadīta caur metālu, kas tiek pakļauts zināmām temperatūras izmaiņām, tas nodrošinās atbilstošu pretestības līmeni pielietotajai strāvai.

Tāpēc arī strāva mainās proporcionāli metāla mainīgajai pretestībai. Šīs svārstības strāvas izvadē tieši nolasa, izmantojot attiecīgi kalibrētu skaitītāju. Tādā veidā RTD temperatūras mērītājs būtībā darbojas kā siltuma sensors vai pārveidotājs.

RTD parasti tiek norādīti 100 omi, kas nozīmē, ka elementam vajadzētu uzrādīt 100 omu pretestību pie nulles grāda pēc Celsija.

RTD parasti veido cēlmetāls Platinum, pateicoties tā izcilajām metāla īpašībām, piemēram, inertums pret ķīmiskām vielām, laba lineāra reakcija uz temperatūru pret pretestības gradientu, liels pretestības temperatūras koeficients, kas nodrošina plašāku mērījumu diapazonu un stabilitāti (spēja noturēt temperatūru un ierobežot temperatūru pēkšņas izmaiņas).

PTA galvenās daļas

Iepriekš redzamais vienkāršā PTA temperatūras mērītāja attēls parāda standarta PTA ierīces konstrukciju. Tas ir vienkāršs siltuma pārveidotāju veids, kas sastāv no šādiem galvenajiem komponentiem:

Ārējais korpuss, kas sastāv no dažiem karstumizturīgiem materiāliem, piemēram, stikla vai metāla, un noslēgts ārēji.

Iepriekš minētais apvalks aptver plānu metāla stiepli, ko izmanto kā siltuma noteikšanas elementu.

Elements tiek izbeigts caur diviem ārējiem elastīgajiem vadiem, kas darbojas kā devēja vai slēgtā metāla elementa strāvas avots.

Stieples elements ir precīzi noregulēts korpusa iekšpusē tā, lai tas proporcionāli sadalītos visā korpusa garumā.

Kas ir pretestība

PTA darbības pamatprincips ir balstīts uz faktu, ka lielākajai daļai vadītāju to raksturīgās pazīmes (vadītspēja vai pretestība) lineāri mainās, ja tās pakļautas dažādām temperatūrām.

Tieši metāla pretestība būtiski mainās, reaģējot uz dažādām temperatūrām.

Šī metāla pretestības variācija, kas atbilst pielietotajām temperatūras izmaiņām, tiek saukta par pretestības temperatūras koeficientu vai alfa, un to izsaka pēc šādas formulas:

alfa = d (rho) / dT = dR / dT omi / oC (1)

kur rho ir izmantotā elementa vai stieples metāla pretestība, R ir tā pretestība omos ar noteiktu konfigurāciju.

Kā aprēķināt pretestību

Iepriekš minēto formulu var tālāk izmantot, lai noteiktu nezināmas sistēmas temperatūru, izmantojot vispārējo R izteiksmi, kā norādīts šādā vienādojumā:

R = R (0) + alfa (0 grādi + Tx), kur R (0) ir sensora pretestība nulles grādos pēc Celsija un Tx ir elementa temperatūra.

Iepriekš minēto izteicienu var vienkāršot un rakstīt šādi:

Tx = {R - R (0)} / alfa Tāpēc, kad R = R (0), Tx ir = 0 grādi pēc Celsija vai, ja R> R (0), Tx> nulle grādi pēc Celsija, tomēr pie R> R (0 ), Tx<0 degree Celsius.

Būs svarīgi atzīmēt, ka, lai sasniegtu ticamus rezultātus, izmantojot RTD, pielietotajai temperatūrai jābūt vienmērīgi sadalītai visā sensora elementa garumā, ja tas netiek izdarīts, izejā var parādīties neprecīzi un nekonsekventi rādījumi.

PTA veidi

Iepriekš paskaidrotie nosacījumi attiecās uz divu vadu tipa PTA darbību, taču daudzu praktisku ierobežojumu dēļ divu vadu PTA nekad nav precīza.
Lai ierīces būtu precīzākas, parasti tiek iekļautas papildu shēmas kviešu akmens tilta veidā.
Šos PTA var klasificēt kā 3 vadu un 4 vadu tipus.

Trīs vadu PTA: diagramma parāda tipiskus 3 vadu PTA savienojumus. Šeit mērīšanas strāva plūst caur L1 un L3, kamēr L3 darbojas tāpat kā viens no potenciālajiem novadītājiem.

Kamēr tilts ir sabalansētā stāvoklī, strāva pāri L2 nepāriet, tomēr L1 un L3 atrodas atsevišķās kviešu akmens tīkla rokās, pretestības tiek anulētas un tām ir augsta pretestība visā Eo, kā arī tiek turētas pretestības starp L2 un L3 pie identiskām vērtībām.

Šis parametrs nodrošina maksimāli 100 metru stieples izmantošanu, kas jāpārtrauc no sensora līdz uztveršanas ķēdei, un tomēr saglabā precizitāti 5% robežās no pielaides līmeņa.

Četru vadu RTD: iespējams, četru vadu RTD ir visefektīvākā metode precīzu rezultātu iegūšanai, pat ja faktiskais RTD atrodas tālu no monitora displeja.

Metode novērš visas svina stieples neatbilstības, lai iegūtu ārkārtīgi precīzus rādījumus. Darbības princips ir balstīts uz pastāvīgas strāvas padevi caur RTD un sprieguma mērīšanu tajā caur augstas pretestības mērīšanas ierīci.

Metode novērš tilta tīkla iekļaušanu un tomēr nodrošina daudz ticamu rezultātu. Attēlā parādīts tipisks četru vadu RTD elektroinstalācijas izkārtojums, kurā caur L1, L4 un RTD tiek pielietota precīzi izmērīta konstanta strāva, kas iegūta no piemērota avota.

Proporcionāls rezultāts kļūst tieši pieejams visā RTD caur L2 un L3, un to var izmērīt ar augstas pretestības DVM, neatkarīgi no tā attāluma no sensora elementa. Šeit L1, L2, L3 un L4, kas ir vadu pretestības, kļūst par nenozīmīgām vērtībām, kas neietekmē faktiskos rādījumus.

Kā pagatavot mājās gatavotu PTA augstas temperatūras sensoru

Augstas temperatūras sensora bloku var konstruēt, izmantojot parastu “sildītāja elementu”, piemēram, sildītāja spoli vai “dzelzs” elementu. Darbības princips ir balstīts uz iepriekšminētajām diskusijām.

Savienojumi ir vienkārši, un tie vienkārši jākonstruē, kā parādīts nākamajā DIAGRAMMĀ.