Τι είναι το θερμόμετρο αντίστασης: κατασκευή & λειτουργία του

Το θερμόμετρο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Το θερμόμετρο αντίστασης είναι ένας τύπος θερμόμετρου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δώσει εξαιρετικά ακριβή αποτελέσματα. Η θερμοκρασία μετριέται μετρώντας τη μεταβολή της αντίστασης. Το θερμόμετρο αποτελείται από ένα σύρμα πλατίνας τοποθετημένο μέσα σε γυάλινους ανιχνευτές. Η συσκευή εκκενώνεται για να αποφευχθεί η άσκοπη αύξηση της θερμοκρασίας. Η συσκευή είναι εξαιρετικά εύθραυστη και ως εκ τούτου διατηρείται μέσα σε προστατευτικούς ανιχνευτές. Έχουν εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια και αντικαθιστούν θερμοζεύγη στη βιομηχανία. Έχει διάφορες σημαντικές εφαρμογές και χρησιμοποιείται σε διαφορετικές βιομηχανίες για να δώσει ακριβή αποτελέσματα. Τι είναι το θερμόμετρο αντίστασης; Ένα θερμόμετρο αντίστασης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Ονομάζεται επίσης ανιχνευτής θερμοκρασίας αντίστασης. Ένα RTD είναι βασικά ένας αισθητήρας που αποτελείται από λεπτό σύρμα τυλιγμένο γύρω από γυαλί ή κεραμικό υλικό και επίσης χρησιμοποιούνται διάφορες άλλες κατασκευές. Το σύρμα που χρησιμοποιείται είναι συνήθως κατασκευασμένο από χαλκό, νικέλιο ή πλατίνα. Το υλικό που χρησιμοποιείται στην κατασκευή αυτού του θερμομέτρου έχει ακριβή σχέση αντίστασης και θερμοκρασίας που χρησιμοποιείται στη μέτρηση της θερμοκρασίας.  Κύκλωμα θερμόμετρου αντίστασης Το κύκλωμα θερμόμετρου αντίστασης είναι βασικά ένα κύκλωμα γέφυρας Wheatstone. Ωστόσο, δεν είναι ακριβώς μια γέφυρα Wheatstone αλλά μια τροποποίηση του κυκλώματος. Συνδέεται με τον ένα βραχίονα της γέφυρας Wheatstone όπως φαίνεται στο σχήμα:Κύκλωμα θερμόμετρου αντίστασης Οι αντιστάσεις R1 και R2 είναι σταθερές αντιστάσεις και το R3 είναι η μεταβλητή αντίσταση. Rt είναι η αντίσταση του ανιχνευτή που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα. Σε ισορροπημένη κατάσταση, Rt = (R2 / R1) * R3Όταν R1 = R2 Rt = R3Η μεταβλητή αντίσταση που χρησιμοποιείται δεν είναι παρά ένα ρυθμιζόμενο ποτενσιόμετρο. Οι αντιστάσεις που χρησιμοποιούμε στο κύκλωμα είναι κατασκευασμένες από μαγγανίνη. Αυτό συμβαίνει επειδή η μαγγανίνη έχει τον χαμηλότερο συντελεστή θερμοκρασίας και η θερμοκρασία δεν αυξάνεται άσκοπα. Υπάρχουν μερικά πράγματα που πρέπει να έχουμε κατά νου κατά το σχεδιασμό του κυκλώματος του θερμόμετρου αντίστασης και είναι τα εξής: Χρησιμοποιούμε καλώδια μολύβδου για να συνδέσουμε το θερμόμετρο αντίστασης στο κύκλωμά μας. Έτσι, εάν υπάρχει διακύμανση στη θερμοκρασία, η αντίσταση του κυκλώματος της γέφυρας Wheatstone θα ποικίλλει επίσης ανάλογα. Προκειμένου να αποφευχθεί αυτό, θα πρέπει να διατηρήσουμε μια σωστή απόσταση μεταξύ του σημείου μέτρησης και του σημείου όπου το θερμόμετρο αντίστασης πρέπει να εγκατασταθεί στο κύκλωμα. Το ρεύμα που ρέει μέσω του θερμόμετρου μπορεί να προκαλέσει θερμαντική επίδραση οδηγώντας σε σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας στο κύκλωμα. Αυτή είναι μια αναπόφευκτη κατάσταση. Ωστόσο, για να αποφύγουμε αυτή την κατάσταση, θα πρέπει να συμβιβαζόμαστε με την ευαισθησία του οργάνου μας. Εάν μειώσουμε το ρεύμα που ρέει μέσα από αυτό το θερμόμετρο, η θερμότητα που παράγεται θα μειωθεί επίσης μαζί με την ευαισθησία. Ωστόσο, μπορούμε να βελτιώσουμε την κατάσταση με σωστή ενίσχυση. Η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να παρασταθεί με τον τύπο: ∆T = P / PdΠού ∆T = αύξηση της θερμοκρασίας σε ⁰CP = ισχύς που διαχέεται σε RTD σε wattsPd = Σταθερή διάχυσης του RTD σε W / ⁰Τα Εξίσωση για θερμόμετρο αντίστασης Όπως γνωρίζουμε, Η σχέση της αντίστασης σε σχέση με αυτή της θερμοκρασίας μπορεί να δοθεί από την εξίσωση:Rt = Ro (1 + αt + βt2 + ϒt3 ———) Επομένως, από την παραπάνω εξίσωση, η Rt μπορεί να υπολογιστεί ως:Rt = Ro (1 + αt + βt2) Για καθαρή πλατίνα, α = 3.94 Χ 10-3 /⁰Cβ =-5.8 Χ 10-7 /(⁰C) 2Μπορούμε να γράψουμε την παραπάνω εξίσωση ως: Rt = Ro (1 + C tpt) C = μέση θερμοκρασία αντίστασης συντελεστής μεταξύ 0 ⁰C και 100 ⁰C.tpt = συντελεστής θερμοκρασίας πλατίνας και δίνεται bytpt = [(Rt – Ro ) / (R100 – Ro)] * 100: Rt, Ro, R100 είναι η αντίσταση σε t ⁰C, 0 ⁰C, 100 διάστημα του θερμόμετρου συμβολίζεται με R100 - Ro Η εξίσωση που αναφέρθηκε παρακάτω δείχνει τη διαφορά πραγματική θερμοκρασία 't' και θερμοκρασία πλατίνας 'tpt' (t - tpt) = δ {(t/100) ^2 - (t/100 )} δ = σταθεράδκυμαίνεται μεταξύ 1.488 και 1.498. Το εύρος θερμοκρασιών ενός θερμομέτρου αντίστασης πλατίνας είναι μεταξύ 100 ⁰C έως 650 ⁰C. Αρχή λειτουργίαςΗ αντίσταση ενός αγωγού εξαρτάται από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Όταν η θερμοκρασία του μετάλλου αυξάνεται, προκαλεί αύξηση του πλάτους δόνησης των ατομικών πυρήνων του μετάλλου. Αυτό προκαλεί αύξηση της πιθανότητας σύγκρουσης των ελεύθερων μετάλλων που υπάρχουν στην μεταλλική επιφάνεια. Αυτό οδηγεί σε αύξηση της αντίστασης του υλικού προκαλώντας επακόλουθη αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό ακριβώς είναι το θερμόμετρο αντίστασης. Ο ανιχνευτής θερμοκρασίας είναι κατασκευασμένος από χαλκό, βολφράμιο, νικέλιο ή πλατίνα. Ωστόσο, η πλατίνα είναι η πλέον κατάλληλη για το σκοπό αυτό λόγω της σταθερής σχέσης θερμοκρασίας-αντοχής της. Κατασκευή θερμόμετρου αντίστασης Ένα θερμόμετρο αντίστασης πλατίνας αποτελείται από ένα πηνίο πλατίνας που υπάρχει μέσα σε ένα εγκάρσιο πλαίσιο. Τοποθετούμε όλη τη διάταξη σε έναν εκκενωμένο σωλήνα ο οποίος είναι κατασκευασμένος από ανοξείδωτο ατσάλι. Η διάταξη πηνίου δημιουργεί πολύ μικρή καταπόνηση όταν υπάρχει αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό μπορεί να προκαλέσει μια ανεπιθύμητη αλλαγή στην αντίσταση. Για την κατασκευή, πρέπει να χρησιμοποιηθεί το καθαρό σύρμα πλατίνας. Η καθαρότητα της πλατίνας μπορεί να επιβεβαιωθεί χρησιμοποιώντας τον τύπο R100 /Ro. Στην περίπτωση του καθαρού πλατινένιου υλικού, η τιμή πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 1.390. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα Τα πλεονεκτήματα είναι Δίνει ακριβές αποτέλεσμα, χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές. Σας παρέχει ένα τεράστιο εύρος λειτουργίας. Τα μειονεκτήματα είναι Η ευαισθησία της πλατίνας είναι εξαιρετικά μικρότερη για μια μικρή αλλαγή στη θερμοκρασία Ο χρόνος απόκρισης είναι αρκετά αργός Εφαρμογές θερμόμετρου αντίστασης Οι εφαρμογές χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του λαδιού κινητήρα Χρησιμοποιούνται στην επικοινωνία και τα όργανα για τη μέτρηση των θερμοκρασιών των ενισχυτών, των σταθεροποιητών κ.λπ. Χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία τροφίμων, τα ηλεκτρονικά ισχύος και την αεροδιαστημική Συχνές ερωτήσεις 1). Πώς μετρά το θερμόμετρο αντίστασης τη θερμοκρασία; Μετρά τη θερμοκρασία μετρώντας τη μεταβολή της αντίστασης σε σχέση με τη μεταβολή της θερμοκρασίας του κυκλώματος2). Ποιο είναι το εύρος του θερμόμετρου αντίστασης; Το εύρος θερμοκρασίας κυμαίνεται μεταξύ -200 ⁰C έως 1000⁰C. 3). Ποια είναι η ακρίβεια ενός θερμόμετρου αντίστασης πλατίνας; Παρέχει εξαιρετική ακρίβεια σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών.4). Πώς λειτουργεί ένα θερμόμετρο αντίστασης πλατίνας; Σε έναν τύπο πλατίνας, το ρεύμα διέρχεται από ένα κύκλωμα και η θερμοκρασία μετράται μετρώντας την τάση στο κύκλωμα. Στη συνέχεια, η αλλαγή στην αντίσταση χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. 5). Τι είδους μέταλλα επιλέγουμε για την κατασκευή θερμόμετρων αντίστασης; Χρησιμοποιούνται μέταλλα όπως ο χαλκός, το νικέλιο και η πλατίνα που είναι ακριβείς σχέσεις θερμοκρασίας/ αντίστασης. Έτσι, εδώ έχουμε αναφέρει όλες τις σημαντικές λεπτομέρειες που σχετίζονται με μια επισκόπηση του θερμόμετρου αντίστασης. Όπως μπορείτε να δείτε, είναι μια πολύ σημαντική συσκευή από βιομηχανική άποψη. Έχει άπειρες εφαρμογές. Εάν γνωρίζετε κάποια σημαντικά χαρακτηριστικά αυτού του οργάνου, ενημερώστε μας. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιοι είναι οι τύποι θερμόμετρου αντίστασης;

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων