Motstandstermometer - en sensor for måling av temperatur: hva er det, beskrivelse og typer

Temperatur er en av de viktigste fysiske parameterne. Det er viktig å måle og kontrollere det både i hverdagen og i produksjonen. Det er mange spesielle enheter for dette. Motstandstermometeret er et av de vanligste instrumentene som brukes aktivt i vitenskap og industri. I dag vil vi fortelle deg hva et motstandstermometer er, dets fordeler og ulemper, og også forstå de forskjellige modellene.

Bruksområde

motstandstermometer er en enhet designet for å måle temperaturen på faste, flytende og gassformige medier. Den brukes også til å måle temperaturen på faste stoffer.

Motstandstermometeret har funnet sin plass i gass- og oljeproduksjon, metallurgi, energi, bolig og kommunale tjenester og mange andre industrier.

VIKTIG! Motstandstermometre kan brukes i både nøytrale og aggressive miljøer. Dette bidrar til spredningen av enheten i kjemisk industri.

Merk! Termoelementer brukes også i industrien for å måle temperaturer, lær mer om dem fra vår artikkel om termoelementer.

Typer av sensorer og deres egenskaper

Temperaturmåling med motstandstermometer utføres ved hjelp av ett eller flere motstandsfølende elementer og tilkobling ledninger, som er sikkert skjult i et beskyttende etui.

Klassifiseringen av kjøretøyet skjer nøyaktig i henhold til typen av det følsomme elementet.

Metallmotstandstermometer i henhold til GOST 6651-2009

I følge GOST 6651-2009 de skiller en gruppe metallmotstandstermometre, det vil si TS, hvis følsomme element er en liten motstand laget av metalltråd eller film.

Platina temperaturmålere

Platinum TS anses som den vanligste blant andre typer, så de er ofte installert for å kontrollere viktige parametere. Temperaturmåleområdet ligger fra -200 °С til 650 °С. Karakteristikken er nær en lineær funksjon. En av de vanligste typene er Pt100 (Pt - platina, 100 - betyr 100 ohm ved 0 ° C).

VIKTIG! Den største ulempen med denne enheten er de høye kostnadene på grunn av bruken av edelt metall i sammensetningen.

Nikkelmotstandstermometre

Nikkel TS brukes nesten aldri i produksjon på grunn av det smale temperaturområdet (fra -60 °С til 180 °С) og driftsvansker, bør det imidlertid bemerkes at de har den høyeste temperaturkoeffisienten 0,00617 °C^-1.

Tidligere ble slike sensorer brukt i skipsbygging, men nå i denne industrien er de erstattet av platinabiler.

Kobbersensorer (TCM)

Det ser ut til at bruksområdet for kobbersensorer er enda smalere enn for nikkelsensorer (bare fra -50 °С til 170 °С), men ikke desto mindre er de den mer populære typen kjøretøy.

Hemmeligheten ligger i enhetens billighet. Kobbersensorelementer er enkle og upretensiøse i bruk, og egner seg også utmerket for måling av lave temperaturer eller relaterte parametere, for eksempel lufttemperaturen i butikken.

Levetiden til en slik enhet er imidlertid kort, og den gjennomsnittlige kostnaden for en kobber TS er ikke for dyr (ca 1 tusen rubler).

Termistorer

Termistorer er motstandstermometre hvis føleelement er laget av en halvleder. Det kan være et oksid, et halogenid eller andre stoffer med amfotere egenskaper.

Fordelen med denne enheten er ikke bare en høy temperaturkoeffisient, men også muligheten til å gi enhver form til det fremtidige produktet (fra et tynt rør til en enhet som er noen mikron lang). Som regel er termistorer designet for å måle temperatur fra -100 °С til +200 °С.

Det finnes to typer termistorer:

• termistorer - har en negativ temperaturkoeffisient for motstand, det vil si med en økning i temperaturen, reduseres motstanden;
• stillere - ha en positiv temperaturkoeffisient for motstand, det vil si at når temperaturen øker, øker også motstanden.

Kalibreringstabeller for motstandstermometre

Graderingstabeller er et sammendragsrutenett som du enkelt kan bestemme ved hvilken temperatur termometeret vil ha en viss motstand. Slike tabeller hjelper instrumenteringsarbeidere til å evaluere verdien av den målte temperaturen i henhold til en viss motstandsverdi.

Innenfor denne tabellen er det spesielle kjøretøybetegnelser. Du kan se dem på den øverste linjen. Tallet betyr motstandsverdien til sensoren ved 0°C, og bokstaven er metallet den er laget av.

For å angi metall, bruk:

• P eller Pt - platina;
• M - kobber;
• N - Nikkel.

For eksempel er 50M en kobber RTD, med en motstand på 50 ohm ved 0 ° C.

Nedenfor er et fragment av kalibreringstabellen for termometre.

Toleranseklasse

Toleranseklassen må ikke forveksles med begrepet nøyaktighetsklasse. Ved hjelp av et termometer måler og ser vi ikke måleresultatet direkte, men overfører motstandsverdien tilsvarende den faktiske temperaturen til barrierene eller sekundære enheter. Derfor er et nytt konsept introdusert.

Toleranseklassen er forskjellen mellom den faktiske kroppstemperaturen og temperaturen som ble oppnådd under målingen.

Det er 4 klasser med TS-nøyaktighet (fra de mest nøyaktige til enheter med større feil):

• AA;
• MEN;
• B;
• FRA.

Her er et fragment av tabellen over toleranseklasser, du kan se hele versjonen i GOST 6651-2009.

Tilkoblingsskjema

For å finne ut verdien av motstand må den måles. Dette kan gjøres ved å inkludere det i målekretsen. For dette brukes 3 typer kretser, som er forskjellige i antall ledninger og oppnådd målenøyaktighet:

• 2-leder krets. Den inneholder et minimum antall ledninger, noe som betyr at det er det billigste alternativet. Men når du velger denne ordningen, vil det ikke være mulig å oppnå optimal målenøyaktighet - motstanden til ledningene som brukes vil bli lagt til motstanden til termometeret, noe som vil introdusere en feil avhengig av lengden på ledningene. I industrien brukes en slik ordning sjelden. Den brukes kun til målinger der spesiell nøyaktighet ikke er viktig, og sensoren er plassert i umiddelbar nærhet til sekundæromformeren. 2-leder vist på bildet til venstre.
• 3-leder krets. I motsetning til den forrige versjonen, er en ekstra ledning lagt til her, kort tid koblet til en av de to andre målingene. Hovedmålet er evnen til å få motstanden til de tilkoblede ledningene og trekk fra denne verdien (kompensere) fra den målte verdien fra sensoren. Den sekundære enheten, i tillegg til hovedmålingen, måler i tillegg motstanden mellom lukkede ledninger, og oppnår dermed verdien av motstanden til tilkoblingsledningene fra sensoren til barrieren eller sekundæren. Siden ledningene er lukket, bør denne verdien være null, men faktisk, på grunn av den store lengden på ledningene, kan denne verdien nå flere ohm.Videre trekkes denne feilen fra den målte verdien, og oppnår mer nøyaktige avlesninger, på grunn av kompensasjonen for motstanden til ledningene. En slik forbindelse brukes i de fleste tilfeller, siden det er et kompromiss mellom nødvendig nøyaktighet og en akseptabel pris. 3-leder avbildet i den sentrale figuren.
• 4-leder krets. Målet er det samme som ved bruk av trelederkretsen, men feilkompensasjonen er på begge testledningene. I en trelederkrets antas motstandsverdien til begge testledningene å være den samme verdien, men den kan faktisk avvike litt. Ved å legge til en annen fjerde ledning i en firetrådskrets (kortsluttet til andre prøveledning), er det mulig å oppnå separat motstandsverdien og nesten fullstendig kompensere for all motstanden fra ledningene. Imidlertid er denne kretsen dyrere, siden en fjerde leder er nødvendig, og derfor implementeres enten i bedrifter med tilstrekkelig finansiering, eller i måling av parametere der større nøyaktighet er nødvendig. 4-leder tilkoblingsskjema kan du se på bildet til høyre.

Merk! For en Pt1000-sensor, allerede ved null grader, er motstanden 1000 ohm. Du kan se dem for eksempel på et damprør, hvor den målte temperaturen er 100-160 ° C, som tilsvarer omtrent 1400-1600 ohm. Motstanden til ledningene, avhengig av lengden, er omtrent 3-4 ohm, dvs. de påvirker praktisk talt ikke feilen, og det er ikke mye vits i å bruke et tre- eller fireleders tilkoblingsskjema.

Fordeler og ulemper med motstandstermometre

Som ethvert instrument har bruken av motstandstermometre en rekke fordeler og ulemper. La oss vurdere dem.

Fordeler:

• nesten lineær karakteristikk;
• målingene er ganske nøyaktige (feil ikke mer enn 1°С);
• noen modeller er billige og enkle å bruke;
• utskiftbarhet av enheter;
• arbeidsstabilitet.

Feil:

• lite måleområde;
• ganske lav begrensende temperatur for målinger;
• behovet for å bruke spesielle tilkoblingsordninger for økt nøyaktighet, noe som øker kostnadene ved implementering.

Et motstandstermometer er en vanlig enhet i nesten alle bransjer. Det er praktisk å måle lave temperaturer med denne enheten uten frykt for nøyaktigheten av dataene som er oppnådd. Termometeret er ikke veldig holdbart, men den rimelige prisen og enkelheten ved å bytte ut sensoren dekker denne lille ulempen.

Lignende artikler: