RTD érzékelők gázok vagy folyadékok hőmérsékletének ellenőrzésére használt elektronikus eszközök. Különböző típusúak, beleértve a vékony filmet, a rezet és a nikkelt. Egyes típusok referencia-ellenállást használnak, míg mások három elvezetéses konfigurációt. Ezek az érzékelők általában az ellenállás elvén alapulnak, és számos különböző iparágban használják.
Három vezetékes konfiguráció
Az RTD érzékelők leggyakoribb típusa a háromvezetékes konfiguráció. Ez a kényelem és a pontosság jó kombinációját biztosítja. Bár nem biztos, hogy pontos az abszolút hőmérsékletméréseknél, kompenzálja az ólomellenállás okozta hibákat.
A háromvezetékes csatlakozás első lépése a vezetékek ellenállásának mérése. Ebben az esetben a vezetékek ellenállása hozzáadódik az RTD ellenállásához. Ennek eredményeként az áramkörben keletkezett ellenállás kiszámításra kerül.
A második lépés a vezetékek ellenállásának kivonása az RTD ellenállásából, hogy megkapjuk a valódi RTD-leolvasást. Ez a legjobb módja a valódi RTD mérések elérésének.
Ennek a módszernek az a hátránya, hogy csak kis távolságú méréseknél hatásos. A minimális hiba érdekében minden vezetéknek egyenlő hosszúságúnak kell lennie. Ha az egyik vezeték rövidebb, a mérési hiba nagyobb lesz.
Ennek a kialakításnak egy másik előnye, hogy a feszültségesést nem befolyásolja az ólomellenállás. Ennek az az oka, hogy a téráramok jól illeszkednek. Az ólomellenállás azonban problémát jelenthet, ha nagy ellenállásra van szükség.
Végül a kétvezetékes konfiguráció a legegyszerűbb a három közül. Ez nem túl hatékony a nagy ellenállású alkalmazásokban, de jól működik, ha kompenzációs hurokkal használják.
Míg a kétvezetékes konfiguráció a legegyszerűbb, ugyanakkor ez a legkevésbé hatékony a legpontosabb eredmények elérésében. Hőmérsékletméréseknél ez a kialakítás túlzottan magas értéket adhat a vezetékek további ellenállása miatt.
réz vagy nikkel
Az RTD érzékelőket különböző ipari alkalmazások hőmérsékletének mérésére használják. Megbízhatóak zord körülmények között is. Ezek a műszerek azon az egyszerű elven működnek, hogy hőt adnak át az ellenállásnak. A hő növekedésével az ellenállás is növekszik.
Az RTD készítéséhez használt fém típusától függően az ellenállás és a hőmérséklet aránya változhat. Általában minél nagyobb az ellenállás, annál pontosabb a leolvasás. A pontosságot azonban az RTD készítéséhez használt huzal minősége is befolyásolhatja.
A rezet és a nikkelt általában az RTD érzékelőkben használják. Mindkettő viszonylag olcsó, és jó linearitást és korrózióállóságot kínál. A platinához képest magas hőmérsékleten veszítenek pontosságukból.
A réz stabilabb, mint a nikkel. Általánosan használt motorok és generátorok tekercselési hőmérsékletének mérésére. A platina viszont immunis az oxidációval és a korrózióval szemben.
A réz olcsóbb, mint a többi RTD elem. Ez teszi népszerű választássá. Általában a rezet alacsony hőmérsékletű alkalmazásokhoz, a nikkelt pedig a magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz használják.
A nikkel kémiailag inert fém. Ez egy viszonylag olcsó fém, amely alkalmas kevésbé kritikus ipari alkalmazásokra. Más fémekhez képest nagyon szűk hőmérséklet-tartományban van.
Az egyes fémek ellenállási görbéje a fém tisztaságától függően változik. Ezért fontos a nagy ellenállási arányú alkatrészek kiválasztása. A magasabb R0 érték megkönnyíti az ellenállás pontos mérését.
A platina nagyon magas hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik. Két vagy három vezetékkel is előállítható. Bár a platina nagyon drága lehet, ez a választott anyag az RTD-k számára.
film
A vékonyrétegű RTD érzékelők hőmérséklet mérésére szolgálnak különböző területeken. Tartósak, robusztusak és költséghatékony megoldást jelentenek. Az ellenállás típusok és méretek széles választékban állnak rendelkezésre, és rugalmasan tervezhetők számos különböző alkalmazáshoz.
Jellemzően egy vékony fémréteget helyeznek a kerámia hordozóra. Az alapfelületet ezután üvegbevonattal látják el az extra robusztusság érdekében. Ezenkívül a fémburkolatot általában védőbevonattal látják el.
Az ellenálláshuzalt ezután apró tekercsekké alakítják, és egy kerámia testbe szerelik. Ez minimális mechanikai igénybevételt biztosít, és pontos méréseket tesz lehetővé.
A platinát általában az RTD érzékelők felépítésében használják. Nagy linearitásukról ismertek, ami azt jelenti, hogy az ellenállás változása pontosan megegyezik az eszközzel. A platina tisztasága azonban befolyásolhatja a leolvasások pontosságát.
A réz egy másik gyakran használt anyag az RTD érzékelők felépítésében. Jó linearitással és jó korrózióállósággal rendelkezik. Ennek azonban korlátozott a hőmérsékleti tartománya.
A nikkelt az RTD érzékelők felépítésében is használják. A nikkelnek jó az elektromos ellenállása, de linearitása közepes.
A platina a legpontosabb választás, a legnagyobb pozitív hőmérsékleti együtthatóval. Réz és nikkel alkatrészek is kaphatók, de ezek ellenállásváltozása magasabb hőmérsékleten nem egyenletes.
Az RTD érzékelő hideg csomópontja általában egy Inconelből vagy rozsdamentes acélból készült fémhüvely. Az érzékelő hideg csatlakozásához különféle dugók vagy jack csatlakozók állnak rendelkezésre. Ezeket általában forrasztással vagy forrasztással csatlakoztatják az érzékelőelemhez.
A vékonyrétegű RTD érzékelők 2 mm átmérőjű rozsdamentes acél burkolattal készülhetnek. Ezeket az alkatrészeket ezután lézervágással, hegesztéssel vagy szitanyomással készítik el.
Referencia ellenállás
Az RTD érzékelő referenciaellenállása a hőmérsékletmérő rendszer fontos része. Az érzékelő a hőmérsékletnek megfelelően változtatja az ellenállást, és a készülék ezt az ellenállást méri, hogy nyitott áramköri feszültséget hozzon létre. Számos szabványos ellenállásérték áll rendelkezésre, amelyek a használt RTD típusától függően változnak.
A leggyakoribb névleges ellenállásérték 100 ohm. A platina kémiai ellenálló képessége és stabilitása miatt gyakori elemi anyag az RTD-k számára. Széles üzemi hőmérséklet tartományban van.
A platina széles körben szabványosított, és kevésbé érzékeny a szennyeződésekre. Az alkatrész hőmérséklete azonban befolyásolhatja a mérés pontosságát. Ezenkívül a platina huzal nagyon tiszta, és kiválóan reprodukálható az elektromos jellemzők.
Sok alkalmazás több RTD-t igényel. Az RTD-k összetettsége miatt fontos megérteni, hogyan kell megfelelően vezetni őket.
Az egyik leggyakoribb módszer az áramforrás használata. Ez lehetővé teszi a feszültségesések közvetlenebb kompenzálását. Az interfész metódusait azonban az alkalmazáshoz kell igazítani.
Egy másik módszer a kétvezetékes interfész használata. Két vezeték köti össze a tápegységet az RTD-vel. A vezetékek szintén hozzájárulnak az áramkör ellenállásához. Ezek a vezetékek azonban jelentős hatással lehetnek a kiolvasás pontosságára.
A kétvezetékes interfész kiválasztásakor a tervezőnek figyelembe kell vennie az érzékelőelem és a csatlakozó vezetékek ellenállását. Az ólomellenállás kompenzálásának elmulasztása nagy leolvasási hibákat eredményez.
Az RTD interfész kiválasztásánál a tervezőnek olyan rendszert kell választania, amely kiküszöböli az ólomellenállás hatásait. Egyes kialakítások négyvezetékes rendszert használnak, amely nagyobb pontosságot biztosít az ólomellenállás megszüntetésében.
Tolerancia szabvány
Az RTD érzékelőkre többféle tűrésszabvány létezik. A megfelelő kiválasztása az alkalmazástól függ.
Első lépésként meg kell határozni azt a hőmérsékleti tartományt, amelyben az érzékelőt használni kívánja. Ezt leggyakrabban a hőátadó anyag kiválasztásával érik el. Azt is figyelembe kell vennie, hogy milyen típusú érzékelőelemet használ. Bizonyos típusú érzékelőelemek pontosabbak, mint mások.
Az RTD érzékelőkben két fő vezetéktípust használnak. Ide tartoznak a háromvezetékes csatlakozások és a négyvezetékes csatlakozások. Mindkét csatlakozás különös figyelmet igényel az ezzel járó vezetékellenállás miatt.
A legtöbb esetben azok a legpontosabb KTF-ek, amelyek megfelelnek az alábbi kritériumok közül egynek vagy többnek. Általában minél nagyobb a pontosság, annál drágább az érzékelő. Szintén gyakori, hogy töredékes pontosságú érzékelőket találunk, de ez nem mindig lehetséges.
A nagy pontosságú RTD-ket gyakran a B osztályú pontosság töredékeként írják le. Ez jól jelzi, hogy a gyártó megérti a hiba forrását.
Maga az RTD elem általában platinából vagy platina vékonyrétegből készül. Hőmérsékleti együtthatója 0,385 ohm Celsius fokonként. Bár nyilvánvalónak tűnhet, valójában sok eltérés van ebben a hőmérsékleti együtthatóban.
A Pt100 érzékelők egyik leggyakrabban használt tűrésszabványa a DIN görbe. Ez a görbe határozza meg a 100 O érzékelő ellenállási és hőmérsékleti jellemzőit.
Elektromágneses áramlásmérők
Korszerű és teljes, csúcsminőségű vizsgálóberendezéseink vannak az iparban, fizikai vizsgálólaboratóriumaink, automatikus nyomáskalibráló berendezéseink, automatikus hőmérséklet-kalibráló berendezéseink stb. A fenti berendezések teljes mértékben biztosítják a nagy pontosságú végtermékek biztosítását az ügyfelek számára, és biztosítani tudják hogy a vásárlók teljesíteni tudják az anyagok fizikai és kémiai tulajdonságaira vonatkozó átfogó vizsgálati követelményeket, a nagy pontosságú geometriai méretvizsgálatokat stb.
Elektromágneses áramlásmérők
Korszerű és teljes, csúcsminőségű vizsgálóberendezéseink vannak az iparban, fizikai vizsgálólaboratóriumaink, automatikus nyomáskalibráló berendezéseink, automatikus hőmérséklet-kalibráló berendezéseink stb. A fenti berendezések teljes mértékben biztosítják a nagy pontosságú végtermékek biztosítását az ügyfelek számára, és biztosítani tudják hogy a vásárlók teljesíteni tudják az anyagok fizikai és kémiai tulajdonságaira vonatkozó átfogó vizsgálati követelményeket, a nagy pontosságú geometriai méretvizsgálatokat stb.
