RTD سه سیمه چیست؟

سنسور RTD سه سیمه، پرکابردترین و مرسوم ترین نوع از کاوشگرهای دمای مقاومتی است که در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی و پیکربندی این تجهیزات مهم بدین صورت است که 2 عدد سیم حسگر از یک‌ طرف به دستگاه مانیتورینگ (Monitoring) و سیم سوم، سمت دیگر آن متصل می گردد. این مورد اجازه می دهد تا مقاومت اضافی ایجاد شده در مدار برای خواندن دقیق تر جبران گردد.

RTD ها (Resistance Temperature Detectors)، پرمصرف ترین حسگرهای دما در کاربردهای صنعتی و پروسه های فرآیند هستند. این تجهیزات پایداری فوق العاده و تکرارپذیری خوبی دارند و در طیف گسترده ای از رنج های دمایی به خوبی کار می کنند. مقاومت الکتریکی برخی از متریال در دماهای مختلف متفاوت است. زمانی که مشخص است، رابطه بین مقاومت الکتریکی و دمای مواد می تواند برای ارزیابی دمای خارجی استفاده شود. RTD ها از این ویژگی بهره می برند و از سیم ساخته شده از پلاتین، نیکل یا مس برای اندازه گیری دما در یک پروسه فرآیند استفاده می کنند.

مطالعه بیشتر: سنسور RTD چیست؟

ساختار RTD سه سیمه و استاندارد آن

میزان مقاومت با محاسبه مقاومت بین سیم های 1 و 2 و سپس کاهش مقاومت بین سیم های 2 و 3 محاسبه می گردد که این امر منجر به اندازه گیری دقیق حسگر مقاومتی دما (Rb) می شود. در این روش کلیه سیم ها مقاومت یکسانی را اندازه گیری می کنند. بنابراین آنها باید یکسان باشند.

به منظور به حداقل رساندن اثرات مقاومت های سیم های پایه، می توان از پیکربندی سه سیمه استفاده کرد. با استفاده از این روش دو پایه به سنسور روی بازوهای مجاور قرار دارند. در هر بازوی پل یک مقاومت سربی وجود دارد تا زمانی که دو مقاومت سرب دقیقاً یکسان باشند، مقاومت از بین می‌رود.

در یک مدار سه سیم از دو منبع جریان ثابت استفاده می گردد تا معایب برای مدارهای سنسورهای دو سیمه جبران گردد. مشابه مدار دو سیم، منبع جریان IK2 برای اندازه گیری مقاومت وابسته به دما RT از جمله مقاومت تماس سرب و ترمینال استفاده می شود. منبع جریان اضافی IK1 همراه با یک سیم سوم برای جبران مقاومت های تماس سرب و ترمینال به طور جداگانه استفاده می شود. با فرض یکسان بودن مقاومت سرب و تماس ترمینال برای هر سه پایه، می توان تأثیر روی دقت اندازه گیری دما را حذف کرد. اما آزمایشات نشان داده است که همیشه نمی توان اطمینان داد که مقاومت های تماس ترمینال همیشه یکسان باشند.

در یک پیکربندی آر تی دی 3 سیمه، هر یک از سیم ها به صورت زیر متصل می گردند:

1. سیم شماره 1: این سیم جریان را از ابزار اندازه گیری به یک ترمینال حسگر مقائمتی RTD منتقل می کند.
2. سیم شماره 2: این سیم ترمینال دیگر حسگر RTD را به نقطه اتصال بین دو مقاومت متصل می کند.
3. سیم شماره 3: این سیم نقطه اتصال را به ابزار اندازه گیری متصل می کند.

دو مقاومت در نقطه اتصال معمولاً دارای مقاومت برابر هستند و به عنوان “مقاومت های جبران کننده” شناخته می شوند. آنها برای جبران مقاومت سیم های سربی عمل می کنند و به طور موثر خطاهای ناشی از آنها را خنثی می کنند.

در اینجا نحوه عملکرد فرآیند اندازه گیری آمده است:

جریان تحریک از سیم 1 عبور و از حسگر RTD عبور می کند و دارای مقاومتی است که با میزان دما تغییر می کند. افت ولتاژ در سراسر عنصر RTD بین نقطه اتصال (متصل به سیم 2) و ابزار اندازه گیری (متصل به سیم 3) اندازه گیری می شود. مقاومت های جبران کننده مقاومت های مساوی در دو پایه سیم ایجاد می کنند که به از بین بردن اثرات مقاومت سیم سربی کمک می کند. ابزار اندازه گیری دما را بر اساس اختلاف ولتاژ بین نقطه اتصال و دستگاه محاسبه می کند و از ویژگی های شناخته شده عنصر RTD استفاده می کند.

استاندارد RTD سه سیم

برای جبران مقاومت پایه سیم، RTD های 3 سیم دارای سیم سومی هستند که اندازه گیری مقاومت سیم سربی را ارائه و این مقاومت را از مقدار خوانده شده کم می کند. این تصحیح اثر مقاومت سیم های سربی بلند را بر اندازه گیری دما جبران می کند و منجر به بهبود دقت اندازه گیری در پروسه فرآیند می شود.

از آنجایی که حسگرهای مقاومتی دما RTD سه سیمه از بسیار کاربردی و مقرون به صرفه هستند، در صنایع به وفور مورد استفاده قرار می گیرند. آنها در انواع کاربردها و فرآیندهای صنعتی به ویژه در صنایع نفت و گاز، پالایش و پتروشیمی، فولاد و معدن، صنایع شیمیایی و دیگر صنایع کوچک و بزرپ که نظارت و کنترل دما از اهمیت بالایی برخوردار است، استفاده می گردند. کاوشگر دمای مقاومتی یا RTD های 3 سیم، دقت و تکرارپذیری خوبی را با هزینه معقول ارائه می دهند و توسط تمام سازندگان اصلی فرستنده دما به عنوان نوع استاندارد سنسور برای اکثر کاربردها پذیرفته شده اند.

انتخاب صحیحی حسگر دما مقاومتی RTD سه سیم

شرکت مانیاد صنعت رادین آژند، تجربه بلند مدت در طراحی و ساخت انواع حسگرهای دمای مقاومتی دارد و امروزه یکی از تولیدکنندگان اصلی RTD های 3 سیم در ایران است. ما سنسورهای دما را مطابق با استانداردهای بین المللی و متناسب با نیازهای خاص هر مشتری تولید می کنیم.

محصولات ما، گزینه مناسبی برای اکثر کاربردهای صنعتی و تجاری در کارخانه های شیمیایی و پتروشیمی، صنایع نفت و گاز، برق و تاسیسات، بخش خمیر کاغذ و کاغذ و ماشین آلات و اندازه گیری مخازن هستند.

سنسورهای RTD های مانیاد صنعت رادین آژند، بر اساس استانداردهای بین المللی نظیر DIN EN 60751 تولید و ارائه می گردند و مقاومت بسیار خوبی در برابر لرزش ها و ارتعاشات مکانیکی دارند. همچنین می‌توانیم RTD‌ها را به صورت کاملاً سفارشی و مطابق با نیازهای شما عزیزان تولید کنیم تا در مقابل لرزش‌های بالاتر از حد معمول، مقاومت بالایی داشته باشند، نظیر ارتعاش‌ هایی که معمولاً در مجموعه‌های بلبرینگ کمپرسورهای گاز یافت می‌شوند. RTD های ما می توانند هم با ترانسمیتر دما و هم بدون آن ارائه گردند.

نتیجه گیری

در این مقاله به بررسی RTD سه سیمه پرداختیم و درباره استاندارد و ساختار آن مطالبی را خدمت شما بزرگواران بیان کردیم. در انتها اگر سوالی در این زمینه داشتید، در بخش دیدگاه های همین مقاله حتماً مطرح فرمایید.