سنسور RTD چیست و چه انواعی دارد؟

:تاریخ آخرین بروزرسانی مقاله دی ۷ام, ۱۴۰۲ در ۰۶:۰۰ ق٫ظ

RTD چیست؟

آیا می خواهید بدانید سنسور RTD چیست، چگونه کار می کند و چطور می توانید آن را تست کنید؟ آشکارساز دمای مقاومتی، ردیاب دمای مقاومتی یا به عبارتی آر تی دی، جزو کدام دسته از تجهیزات برق صنعتی هستند؟ موارد کاربرد این دماسنج ها کجاست و میزان دقت آن ها چقدر است؟ چه نکاتی را در زمان انتخاب و خرید RTD ها باید در نظر بگیرید؟ انواع RTD کدامند؟ نکات حائز اهمیت و مراقبت های لازم در زمان استفاده از دماسنج های آشکارساز دمای مقاومتی یا (Resistance Temperature Detector) چیست؟

شما در جای مناسبی هستید. چون قرار است به سوالات فوق و بسیاری سوالات دیگر شما در خصوص این نوع از سنسورهای دما پاسخ دهیم. پس با ما تا انتهای مقاله همراه باشید. چون قرار است نکات کاربردی و مفیدی را به شما عزیزان آموزش دهیم.

نکته مهم: در این مقاله ما از عبارت هایی نظیر: آشکارساز دمای مقاومتی، ردیاب دمای مقاومتی و دتکتورهای دمای مقاومتی استفاده می کنیم که همه این عبارات نام دیگر سنسورهای RTD هستند.

RTD مخفف چیست؟

RTD یا آشکارساز دمای مقاومتی مخفف عبارت (Resistance Temperature Detector)، یکی از انواع سنسورهای اندازه گیری دما است. در RTD ها با تغییر میزان دما، مقاومت آن تغییر و برای اندازه گیری صحیح دما استفاده می گردند. حسگرهای آر تی دی، جزو زیر مجموعه سنسورهای دما هستند و تجهیزاتی کاملاً حرفه ای، کاربردی و پرمصرف به منظور انجام فرآیند اندازه گیری دقیق دما در محیط های صنعتی و غیر صنعتی محسوب می گردند.

لازم به ذکر است که مشهور ترین سنسورهای دما عبارتند از: ترموکوپل، سنسور RTD و ترمسیتور. شرکت مانیاد صنعت رادین آژند، مفتخر است که انواع گوناگون سنسورهای اندازه گیری دما را در ابعاد، اندازه و سایزهای گوناگون به همراه دقت بسیار بالا تولید و برای آن ها گواهی دقت اندازه گیری صادر کند. کلیه محصولات ما، توسط واحد کنترل کیفیت تست و سپس برای مشتریان عزیز ارسال می گردد.

سنسور RTD چگونه کار می کند؟

یک سنسور RTD با استفاده از یک اصل اساسی کار می کند. بدین گونه که مقاومت داخلی دماسنج یا حسگر اندازه گیری با توجه میزان دما، تغییر می کند. یعنی با افزایش میزان دمای سنسور، میزان مقاومت افزایش می یابد و بالعکس (دما با مقاومت RTD نسبت مستقیم دارد). تغییر مقاومت با دما با سرعت قابل پیش بینی اتفاق می افتد و می توان آن را به راحتی اندازه گیری کرد تا دمای یک ماده پروسه فرآیند را فراهم کند. مقاومت الکتریکی بر حسب اهم اندازه گیری می شود. سپس مقدار مقاومت را می توان بر اساس مشخصه های عنصر به دما تبدیل کرد. زمان پاسخ معمول برای یک دماسنج RTD بین 0.5 تا 5 ثانیه است که آنها را برای مصارفی یا کاربردهایی که نیازی به پاسخ فوری نیست، مناسب می کند. این تجهیزات برقی در انواع مختلفی توسط شرکت های سازنده تولید می شوند که رایج ترین آن ها که در صنایع بسیاری مورد استفاده قرار می گیرند، سنسورهای 2 سیمه است. با این حال برخی از RTD ها به صورت 3 یا 4 سیمه نیز توسط کمپانی های سازنده، تولید و ارائه می گردند.

به عبارت دیگر:

آشکارساز دمای مقاومت، سنسوری است که دما را با اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی یک فلز (Electrical Resistance) یا اکسید فلزی (Metal Oxide) اندازه‌گیری و از مشخصه‌ای استفاده می‌کند که مقدار مقاومت الکتریکی در اثر دما، دچار تغییرات مختلف می گردد.

بیشتر سنسورهای آر تی دی، دارای ساختاری هستند که در آن یک عدد سیم بسیار نازک به دور هسته شیشه ای یا سرامیکی، پیچیده می شود. به دلیل حساس بودن دماسنج ها یا حسگرهای حرارتی، آن ها را در یک غلاف محافظ یا (Protection Tube) قرار می دهند. این تجهیزات اندازه گیری دما، از فلز خالص ساخته شده که مقاومت آن ها در دماهای مختلف مشخص می گردد. در صورتی که میزان مقاومت این ماده فلزی در اثر تغییرات دما عوض شود، از این مقدار مقاومت، برای تعیین میزان دما استفاده می گردد. آر تی دی ها در انواع سیمی و هد دار ارائه می گردند و شما عزیزان متناسب با نیازتان می توانید از آن ها استفاده نمایید.

میزان مقاومت RTD ها با استفاده از تغییرات دما با سرعت ثابت عوض می گردند. یک جریان ثابت از عنصر مقاومت عبور کرده و سپس ولتاژ دو سمت رزیستور با یک ابزار اندازه گیری مشخص می گردد، مقدار مقاومت توسط قانون اهم (E = IR) محاسبه و مقدار دما به راحتی دست می آید.

فرمول ضریب دمای سنسور RTD

α0 = (R100 – R0)/(R0 x 100)

• R100= مقاومت در دمای 100 درجه سانتیگراد (اهم)
• R0 = مقاومت در دمای 0 درجه سانتیگراد (اهم)

با توجه به معادله بالا، رابطه بین دما و مقاومت امکان دارد به صورت زیر نوشته شود:

Rt = R0 (1 + α0t)

• Rt= مقاومت RTD در دمای t °C (اهم)
• R0= مقاومت در دمای 0 درجه سانتیگراد (اهم)
• α0= ضریب دمایی سنسور RTD در دمای 0 درجه سانتیگراد

مثال: یک سنسور PT100 (زیر مجموعه RTD)دارای میزان مقاومت 100 Ω در دمای 0 درجه سانتیگراد و مقامت 139.1 Ω در دمای 100 درجه سانتیگراد است. ضریب دمایی آن را محاسبه کنید، مقاومت را در 40 درجه سانتیگراد محاسبه و هنگامی که مقاومت 116 Ω است، میزان دما را پیدا کنید.

محاسبه ضریب دما به شرح زیر است:

ضریب دما (α0) = (R100 – R0)/(R0 x 100) = (139.1 – 100) / (100 x 100) = 0.00391 /°C
محاسبه مقاومت سنسور آر تی دی در دمای 40 درجه سانتیگراد

Rt = R0 ( 1 + α0t) ⇒ R40 = 100 (1 + 0.00391 x 40) = 115.64 Ω
محاسبه میزان دمای RTD زمانی که مقاومت 116 Ω است

Rt = R0 (1 + α0t) ⇒ 116 = 100 (1 + 0.00391 x t) ⇒ t = 0.16 / 0.00391 = 40.92 درجه سانتیگراد

ساختمان دماسنج RTD

هر RTD، شامل پنج بخش اصلی است که در ادامه به این بخش ها اشاره می کنیم:

1. سنسور مقاومتی: خود مغزی سنسور است که وظیفه سنجش دما را بر عهده دارد و در بیشتر مواقع از ماده پلاتین (platinum) ساخته شده است.
2. سیم ها: پیکربندی RTDها معمولاً به صورت 2 سیم، 3 سیم و 4 سیم موجود است. متداول ترین نوع مورد استفاده دو سیمه است و به طور گسترده برای مصارف صنعتی استفاده می شود.
3. غلاف محافظ: غلاف، دماسنج یا حسگر را در برابر رطوبت و عوامیل بیرونی محافظت می کند. غلاف های محافظ معمولاً از فولاد ضد زنگ Inconel یا 316 استفاده می شود.
4. اتصالات فیتینگ: این اتصالات شامل اتصالات فیتینگ به صورت اتصالات جوشی یا فشرده است.
5. پایانه سرد: rtd می‌تواند با کنترل‌کننده‌هایی مانند PLC، Closed-loop، PID و غیره از طریق این پایان سرد بسته شود.

مدار پیکربندی RTD چگونه است؟

سنسور RTD با دقت بالا و دقیق نیاز به تهویه دقیق سیگنال، تبدیل آنالوگ به دیجیتال، خطی سازی و کالیبراسیون دارد. طراحی معمولی یک سیستم اندازه گیری RTD از مراحل مختلفی تشکیل شده است. اگرچه زنجیره سیگنال ساده به نظر می رسد، چندین عامل پیچیده دخیل هستند و طراحان باید انتخاب اجزای پیچیده، نمودار اتصال، تجزیه و تحلیل خطا و موارد دیگر را در نظر بگیرند. چالش‌های شرطی‌ سازی سیگنال آنالوگ که به دلیل تعداد بیشتر بلوک‌های کمک‌کننده، بر اندازه کلی برد سیستم و هزینه صورتحساب مواد (BOM) تأثیر می‌گذارد. در جنبه روشن تر، راه حل های یکپارچه زیادی در مجموعه ADI وجود دارد. این راه حل کامل سیستم به طراحان کمک می کند تا طرح های خود را ساده کنند و در عین حال اندازه برد، زمان عرضه به بازار و هزینه سیستم اندازه گیری کلی RTD را کاهش دهند.

برخی از ویژگی های سنسور آر تی دی چیست؟

RTD ها دارای ضریب دمایی استاندارد شده (Standardized) مقاومت و تحمل دما هستند. رایج ترین منحنی استانداردی که بسیار مشهور است، منحنی DIN است که توسط موسسه آلمانی ای به همین نام (یعنی DIN) بوجود آمده است. منحنی مربوطه، رابطه بین دما و رزیستور یک سنسور دما پلاتین 100 Ω، تلورانس های استاندارد شده و محدوده دمایی قابل اندازه گیری را نشان می دهد. استاندارد DIN آلمان، مقاومت پایه در 0 و ضریب دمایی در 0.00385 Ω / Ω / درجه سانتیگراد را مشخص می کند.

ویژگی دیگر و مهم آر تی دی ها، دقت فوق العاده بالای آن هاست. به طوریکه نسبت به دماسنج های Thermocouple، بسیار دقیق ترند. شما عزیزان با استفاده از انواع RTDها می توانید، هم دماهای نسبتاً بالا و هم دماهای پایین را بدون هیچ مشکلی اندازه گیری کرده که این در نوع خود امتیاز بزرگی محسوب می گردد. منظور از دمای نسبتاً بالا این است که اگر قصد دارید از آن ها برای دماهای 1100 درجه سانتیگراد به بالا استفاده کنید، به هیچ عنوان برای این کار مناسب نیستند و شما بایستی از ترموکوپل های صنعتی بدین منظور استفاده کنید. از ردیاب آشکارسازهای دمای مقاومتی، به طور معمول برای اندازه گیری دمای محیط و از ترموکوپل های صنعتی برای اندازه گیری پروسه های فرآیند در کوره های برقی و حرارتی استفاده می گردد.

مطالعه بیشتر: درباره ترموکوپل بیشتر بدانیم

آشکارساز دمای مقاومت پلاتین به دلیل تغییرات زیاد در مقدار رزیستور با دما، پایداری و دقت بالا، بیشترین کاربرد را برای اندازه گیری در محیط های صنعتی دارد.

مراحل خرید یک حسگر RTD (آر تی دی)

نوع سنسور مقاومتی: انتخاب نوع سنسور PT100 یا PT1000 که قرار است خرید کنید.

نوع مصرف: RTDها برای اندازه گیری دمای مایعات، گاز یا جامد استفاده می شوند. بنابراین نوع نیاز شما به منظور استفاده از دماسنج ها بسیار مهم است.

محیط: کجا قرار است سنسور نصب شود؟ درجه بندی IP، مقاومت در برابر لرزش بالا، محافظت شیمیایی و … بسیار مهم اند.

دامنه دمای عملیاتی: چه دمایی قرار است اندازه گیری کنید.

جنس متریال آشکارساز دمای مقاومت چیست؟

جنس متریال یا فلز مورد استفاده در آر تی دی ها، به طور کلی از نوع پلاتین (PT100) است که خواص پایداری و قابلیت اطمینان فوق العاده ای دارد و به راحتی در دسترس است. این فلز گرانبها توسط JIS-C1604 (ژاپن) استاندارد سازی شده است. این تجهیزات برقی در کنار جفت های حرارتی یا (Thermocouple)، جزو پرکاربردترین سنسورهای دما محسوب می گردند.

مطالعه بیشتر: درباره سنسور PT100 بیشتر بدانیم

انواع سنسور RTD چیست؟

در ادامه انواع سنسور RTD از ابعاد مختلف را مورد تحلیل و بررسی قرار می دهیم.

انواع آشکارساز دمای مقاومتی از لحاظ جنس متریال

4 نوع آشکارساز دمای مقاومتی وجود دارد که در ادامه به بررسی آن های می پردازیم:

سنسور RTD پلاتین چه کاربردهایی دارند؟

به دلیل تغییرات زیاد در میزان مقاومت با دما و همچنین پایداری و دقت بالا، بیشترین کاربرد را برای اندازه گیری دما در محیط های صنعتی دارند. انواع آشکارسازهای دمایی مقاومت پلاتین، به سه نوع زیر طبقه بندی می شوند:

Pt100 بیشترین استفاده را در اندازه گیری دما دارند. از آنجایی که Pt10 در استاندارد IEC تشریح شده است، ولی به استاندارد صنعتی ژاپن (JIS) اضافه شده است، اما بسیار کم از این اصطلاح استفاده می گردد. قبل از سال 1989 میلادی، سنسور PT100 طبق استاندارد JIS به JPt100 معروف بود.

سنسور RTD مس

این تایپ از RTDها ارزان قیمت هستند. همچنین از آنجایی که در دماهای بالا به راحتی اکسید می شوند، حد بالای استفاده در حدود 180+ درجه سانتی گراد دارند.

سنسور RTD نیکل

مقدار مقاومت در هر 1 درجه سانتیگراد بسیار تغییر می کند و ارزان قیمت است. با این حال، دمای حد بالایی برای استفاده پایین است، زیرا یک نقطه تبدیل نزدیک به 300+ درجه سانتیگراد وجود دارد.

سنسور RTD پلاتین / کبالت

این سنسور از آلیاژ پلاتین / کبالت dilute برای عنصر مقاومت و برای اندازه گیری دماهای بسیار پایین استفاده می شود. دقت آشکارسازهای دمای مقاومتی در استاندارد JIS به عنوان “تحمل دمای اندازه گیری شده” تعریف شده است.

انواع سنسور RTD از لحاظ ساختار

سنسورهای محافظت شده با استفاده غلاف محافظ (Protection Tube)، مرسوم ترین نوع دماسنج اندازه گیری دما است که در آن یک هادی داخلی به یک عنصر مقاومتی متصل می گردد و در یک لوله محافظ قرار گرفته و یک ترمینال برای استفاده متصل می شود. همچنین می توانید یک لوله محافظ با مقاومت بالا در برابر خوردگی انتخاب کنید. این ساختاری است که در آن MgO با خلوص بالا ( یا اکسید منیزیم) بین لوله مویین فلزی (غلاف)، هادی داخلی و عنصر رزیستور پر شده و به طور یکپارچه تحت پردازش قرار می گیرند. آشکارساز دمای Resistance غلاف نازک و فاقد لایه هوا در داخل غلاف است، بنابراین بزرگترین مزیت آن زمان پاسخدهی بالاست.

سنسوهای RTD Double چه هستند؟

در بسیاری از درخواست های مشتریان عزیز، سنسورهای RTD Double مشاهده می گردد. سنسورهای Double، نوعی از دماسنج های RTD هستند که به جای 1 عدد سنسور، شامل 2 عدد سنسور حرارتی اند. اگر شامل یک عدد عنصر حرارتی باشند، به آن ها سنسورهای Single گفته می شود. با استفاده از سنسورهای Double (دابل) می توانید خرابی های ناشی قطع اتصال هادی های داخلی یا (Internal Conductors) را به حداقل ممکن برسانید. همچنین این سنسورها زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که قصد داشته باشید، میزان اندازه گیری شده یکسانی را در چندین دستگاه ( مانند کنترل کننده دما) نمایش و ضبط نمایید.

انواع روش اتصال دهی در سنسور RTD چیست؟

چند روش به منظور اتصال هادی داخلی RTD ها وجود دارند که مرسوم ترین آن ها عبارتند از:

1. اتصال 2 سیمه: در این نوع اتصال، یک Lead Wire به هر انتهای عنصر مقاومت، متصل می گردد. این روش اتصال دهی، اگرچه از لحاظ قیمتی ارزان است، اما میزان Resistance هادی به عنوان مقدار مقاومت اضافه می شود.
2. اتصال 3 سیمه: مرسوم ترین روش اتصال دهی در آر تی دی ها، روش اتصال 3 سیمه است. در این روش، دو هادی به یک سر عنصر مقاومت و یک هادی به سر دیگر متصل می گردند. اگر طول، متریال، قطر سیم و مقاومت الکتریکی سه هادی یکسان باشند، می توان از تأثیر مقاومت هادی جلوگیری نمود.
3. اتصال 4 سیمه: متد دیگر در اتصال دماسنج های آر تی دی، متد اتصال 4 سیمه است. یعنی در آن دو هادی به هر دو انتهای عنصر مقاومت وصل می شوند. این متد از لحاظ قیمتی نسبت به بقیه روش های اتصال گرانتر بوده ولی مزیت آن این است که می توان از تأثیرات مقاومت هادی با توجه به اصل اندازه گیری، اجتناب کرد.

چرا RTDهای 3 سیم، تحت تأثیر مقاومت سیم قرار نمی گیرند؟

یک ردیاب دمای مقاومتی 3 سیم، سنسوری است که دو رسانا به یک سر و یک Lead Wire به سر دیگر عنصر مقاومت متصل می گردند. با فرض اینکه مقدار Resistance عنصر مقاومت R و مقاومت سه هادی R1, R2, R3 (R1 = R2 = R3) باشد، جریان مشخص شده در مسیر A → B → C می گذرد.(B و D پتانسیل یکسانی دارند، بنابراین به R2 جریان ندارند). در این زمان، recorder که ردیاب دمای مقاومت 3 سیمه به آن متصل است، ولتاژ بین A و B و ولتاژ بین B و C را اندازه گیری کرده و از میزان اختلاف به عنوان مقدار اندازه گیری شده استفاده می کند. همچنین از آنجایی که مقدار جریان ثابت است، از ولتاژی که از هر مقاومت عبور می کند، استفاده می شود.
R: V
R1, R3: V1
سپس
(ولتاژ بین B و C) – (ولتاژ بین A و B)
= (V + V1) – (V1)
= V
بنابراین، می توان از تأثیر مقاومت هادی جلوگیری کرد.

نکات مهم در استفاده از سنسور RTD چیست؟

ردیاب دمای مقاومت با اندازه گیری دقیق میزان مقاومت عنصر مقاومت داخلی، دما را محاسبه می کند. بنابراین، لازم است که تأثیر مقاومت هادی به حداقل برسد. در هر دو نوع 3 سیمه و 4 سیمه، جنس، قطر خارجی، طول و Resistance الکتریکی هادی ها بایستی یکسان باشند.

1) مراقب خطاهای ناشی از Internal Conductors باشید

ردیاب دمای مقاومت، میزان دقیق دما را با استفاده از اندازه گیری میزان رزیستور سنسور مقاومت داخلی حساب می کند. بنابراین، لازم است که میزان تأثیر مقاومت Internal Conductors به حداقل برسد. در هر دو حالت 3 سیمه و 4 سیمه، جنس، قطر بیرونی، طول سنسور و مقاومت الکتریکی هادی بایستی حتماً یکسان و گرادیان دما نداشته باشد.

سوال مهم: آیا امکان افزایش طول RTD ها وجود دارد؟ این کار در برخی مواقع ممکن و در برخی مواقع غیر ممکن است. از هادی های اتصال برای آشکارسازهای دمای مقاومتی استفاده می کنند. اگر به سیم بلند احتیاج دارید، میزان مقاومت در هر 1 متر سیم را بررسی تا از خطا جلوگیری شود.

2) مراقب خطاهای ناشی از عمق ناحیه نوک سنسور باشید

اگر قصد دارید دمای دقیق را اندازه گیری کنید باید بخش نقطه اتصال اندازه گیری سنسور دما را به گونه ای نصب کرد که در همان دما قادر به اندازه گیری باشد.

3) مراقب خطاهای ناشی از Self-Heating باشید

هنگام اندازه‌گیری دما با استفاده از RTDها، همانطور که می دانید، مقدار جریان مشخصی از آن ها عبور می‌کند تا میزان دمای دقیقف به دست آید، اما گرمای تولید شده در این پروسه فرآیند، خود RTD را گرم می‌کند. اصطلاحاً به این وضعیت، (self-heating) گفته می شود. Self-Heating، با مربع مقدار جریان مشخص شده متناسب است (بسته به ساختار آر تی دی و محیط اندازه گیری)، اما اگر بالا باشد، در میزان دقت اندازه گیری، خطا مشاهده می کنید.

در استاندارد صنعتی ژاپن، 0.5mA، 1mA و 2mA به عنوان جریان های مشخص شده است، اما به طور کلی دتکتورهای دمای مقاومتی (RTD)، برای دقت بالا، با توجه به یکی از جریان های مشخص شده تضمین می گردند، بنابراین مقدار جریان مشخص شده در مشخصات توضیح داده شده است.

4) به مقدار جریان مشخص شده RTDها توجه کنید

جریان مشخص شده RTDها با توجه به مشخصات سنسور تعین می گردند. اجازه ندهید مقادیر جریان غیر از آنچه در مشخصات سنسور درج شده است، جریان یابد. هنگام اعمال مقادیر مختلف فعلی، ممکن است مشکلات مختلفی در نمایش میزان دقت اندازه گیری مشخص گردد.

5) مراقب سیم کشی به صورت Parallel Wiring باشید

هنگام سیم کشی یک RTD به موازات چندین recorders، از دماسنج های دابل (Double) استفاده کنید. اگر از دماسنج های Single استفاده می کنید، حتما یک RTD برای هر recorder تهیه کنید. مشکلات عمده Parallel Wiring چیست؟ (نوع تک عنصری) مشکلات سیم کشی موازی چیست؟ (نوع تک عنصری) ضبط کننده جریان مشخصی را به آشکارساز دمای رزیستور اعمال می کند و ولتاژ تولید شده در مقاومت را اندازه می گیرد. اگر به صورت Parallel سیم کشی شود، جریان مشخص شده از دو recorder تامین و مقادیر دقیق ولتاژ به هیچ عنوان دست نمی آید.

6) به موقعیت سیم کشی Conductorsبه recorder توجه جدی کنید

سیم را به درستی به record متصل کنید. زیرا در صورت اشتباه در اتصال، دمای دقیق را نمی توانید مشاهده نمایید.

چرا به یک حسگر دمای مقاومتی نیاز داریم؟

در پروسه های فرآیند صنعتی در صنایع مختلف اکثراً شامل انتشار گرمای زیادی از تجهیزات مربوطه است. این گرمای بیش از حد، مشکلات متعددی را به وجود می آورد. در بیشتر مواقع، این می تواند باعث افزایش میزان فشار، جریان هوا و سیستم های خنک کننده ضعیف باشد که این امر منجر به گرمای بالا می گردد. از آنجایی که این موارد چالش برانگیز است، می تواند باعث اختلال گسترده در عملکرد سیستم به وجود آورد.

خبر خوب این است که اکثر سازندگان تجهیزات صنعتی متوجه شده اند که یک حسگر دمای مقاومتی می تواند به عنوان یک راه حل فوق العاده برای گرمای بیش از حد ماشین ها باشد. از این رو طراحان دستگاه ها و تجهیزات صنعتی، انواع مختلفی از سنسورهای دما ترموکول و RTD را طراحی کرده اند که به تشخیص هرگونه تغییرات جزئی دما کمک می کند.

مزایا و معایب کاوشگر دمای مقاومتی چیست؟

در ادامه به برخی از مزایای حسگرهای مقاومتی RTD (ردیاب دمای مقاومتی) اشاره می کنیم:

1. کاوشگرهای دمای مقاومتب به راحتی قابل نصب و تعویض هستند.
2. در طیف گسترده ای موجود است.
3. با استفاده از RTD ها می توان دمای دیفرانسیل را به راحتی اندازه گیری کرد.
4. آنها برای نشان دادن از راه دور مناسب هستند.
5. در زمان های طولانی پایداری خوبی دارند.
6. بدون نیاز به جبران دما

معایب:

برخی از معایب RTDها (ردیاب دمای مقاومتی) عبارتند از:

1. دماسنج های مقاومتی RTDها به مدار اندازه گیری پیچیده تری نیاز دارند.
2. کاوشگرهای دمای مقاومتی تحت تأثیر شوک و لرزش در پروسه فرآیند قرار می گیرند.
3. مدار Bridge یا پُل با منبع تغذیه مورد نیاز است.
4. زمان پاسخ دهی آن ها پایین تر از Thermocouple است.
5. اندازه Large bulb
6. امکان خود گرمایشی (self heating)
7. هزینه اولیه بالاتر
8. حساسیت کم

محدودیت های یک پروب RTD چیست؟

به طور کلی، نمی توان نتیجه گیری کرد که RTD ها یا ترموکوپل ها بهتر هستند. در عوض، مقایسه عملکرد RTD ها و ترموکوپل ها با پرداختن به عوامل دیگر، مانند محدوده اندازه گیری، دقت، هزینه ها و زمان پاسخ مفیدتر است.

محدوده دما: RTD ها برای دماهای 200- تا 600+ درجه سانتی گراد مناسب هستند. با این حال، خارج از این محدوده دما، RTD ها بهترین مناسب نیستند.
زمان پاسخدهی: به طور متوسط، RTD ها زمان پاسخگویی طولانی تری نسبت به ترموکوپل ها دارند.
قیمت نهایی: به طور متوسط، ترموکوپل ها نسبت به RTD ها ارزان تر هستند. با این حال، هنگامی که RTD در کابل های MI استفاده می شود، نیاز به تخصص بیشتری برای جوش دادن صحیح عنصر RTD به هادی های خالی دارد. بسته به چشم اندازی که به دنبال آن هستید، RTD گران تر است.
اندازه حسگر: ترموکوپل ها را می توان با قطر 0.25 میلی متر ساخت. اگرچه عناصر RTD لایه نازک بسیار نازک هستند، اما هنوز هم قرار دادن آنها در کابل‌های MI با قطر کوچک چالش برانگیز است.

چگونه سنسور دمای RTD را تست کنیم؟

برای تست سنسور RTD،مولتی متر خود را روی حالت مقاومت تنظیم کنید. پس از آن، قرائت دما را در پایانه های RTD بررسی کنید. در دمای اتاق (حدود 20 درجه سانتیگراد) باید حدود 110 اهم باشد. به خاطر داشته باشید که مقدار خواندن ممکن است متفاوت باشد که به میزان دمای اتاق بستگی دارد. در نهایت، سنسور دمای RTD را در آب یخ قرار دهید. سپس، پس از چند دقیقه دوباره خوانش دما را انجام دهید. اکنون باید عددی کمتر از دمای اتاق دریافت کنید. این عدد باید مقاومت حدود 100 اهم داشته باشد.

بهینه سازی حرفه ای کاوشگرهای دمای مقاومتی

با نگاهی به مسائل طراح سیستم، چالش های مختلفی در طراحی و بهینه سازی راه حل های کاربردی RTD وجود دارد. چالش اولی ممکن است که طراحان با آن روبرو شوند، انتخاب سنسور و نمودار اتصال است. چالش دوم، پیکربندی بابت سنجش در پروسه فرآیند است که شامل پیکربندی ADC، تنظیم جریان تحریک، تنظیم بهره و انتخاب اجزای خارجی در حین اطمینان از بهینه‌سازی سیستم و عملکرد در مشخصات ADC است. و در نهایت، مهم‌ترین مسئله این است که چگونه می‌توان به عملکرد هدف دست یافت و چه منابع خطایی به خطای کلی سیستم کمک می‌کند.

خوشبختانه، یک RTD_Configurator_and_Error_Budget_Calculator جدید وجود دارد که یک راه حل عملی در طراحی و بهینه سازی سیستم های اندازه گیری RTD از مفهوم تا نمونه سازی ارائه می دهد.

به منظور مشاهده انواع محصولات، بر روی خرید RTD کلیک کنید

نتیجه گیری

در این مقاله سوال مهم سنسور RTD چیست و چه انواعی دارد از 0 تا 100، پاسخ دادیم و اطلاعاتی را در این زمینه خدمت شما عزیزان ارائه کردیم. در انتها از شما عزیزان درخواست دارم که در بخش دیدگاه ها، نظرات، پیشنهادات و سوالات خود را درج نمایید تا در زمان سریع، به آن ها پاسخ دهیم.