سنسور RTD

بررسی انواع سنسور RTD

سنسور RTD بر اساس پل وتسون کار می کند. در استاندارد های بین المللی سنسور های آر تی دی دو، سه و چهار سیمه آمده است. اما در عمل و به صورت تجربی تولید کنندگان ترموکوپل، حسگر مقاومتی شش سیمه را هم ابداع کرده اند. بر اسال پل وتسون هر چه تعداد سیم های مدار آر تی دی بیشتر باشد، دقت آن نیز بیشتر است. پس در نتیجه دقت سنسور ار تی دی چهار سیمه از سه سیمه و سه سیمه از دو سیمه بیشتر است. همانطور که می دانید دو سر سیم جفت حرارتی را به هم جوش می دهیم تا طبق پدیده سیبک دما را اندازه گیری کند.اما در RTD ها روش کار به گونه دیگری است و می بایست یک سنسور مقاومتی را به سر سیم ها جوش دهیم.

RTD مخفف (Resistance Temperature Detector) به معنای آشکارساز دمای مقاومت است. این نوع از حسگرهای دما دارای سیم های پلاتین، نیکل یا مسی هستند ، زیرا این مواد دارای ضریب دمای مثبت هستند. این بدان معناست که افزایش دما منجر به افزایش مقاومت می شود.  این تغییر مقاومت سپس برای تشخیص و اندازه گیری تغییرات دما استفاده می شود.

سنسور دما RTD، یک تجهیز رایج برای اندازه گیری دما در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی است. ​این نوع از حسگرهای دما در بسیاری از مجموعه های بزرگ و کوچک صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد و دقت اندازه گیری این تجهیزات، فوق العاده است.

RTD ها که گاهی اوقات به عنوان دماسنج های مقاومتی نیز شناخته می شوند، معمولاً در کاربردهای آزمایشگاهی و صنعتی استفاده می شوند، زیرا اندازه گیری های دقیق و قابل اطمینان را در طیف وسیعی از دما انجام می دهند.

بررسی انواع RTD (آر تی دی)

در ادامه انواع آر تی دی ها را از لحاظ کیفیت متریال مورد بررسی قرار می دهیم:

آر تی دی پلاتینیوم (Platinum Resistance Temperature Detectors)

حسگرهای RTD پلاتینی، متداول ترین نوع هستند که در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. این به این دلیل است که پلاتین دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی، پایداری طولانی مدت عالی است و طیف وسیعی از دما را اندازه گیری می کند (-200…+850 درجه سانتی گراد).

آر تی دی نیکل (Nickel Resistance Temperature Detectors)

RTD های نوع نیکل، ارزانتر از نوع پلاتین و مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند. با این حال، نیکل با گذشت زمان، طول عمر و دقت  خود را در دماهای بالاتر را از دست می دهد. محدوده نیکل محدوده 80- …260+ درجه سانتی گراد است.

آر تی دی مس (Copper Resistance Temperature Detectors)

سنسورهای RTD نوع مس، بهترین نوع مقاومت را در برابر خطی بودن دما نسبت به 2 نوع قبلی ذکر شده دارند. همچنین مس کم هزینه تر است. ولی مشکل این است که مس در دماهای بالاتر اکسید می شود. مس محدود به محدوده اندازه گیری 200-…260+ درجه سانتی گراد است.

نوع RTD حداکثر محدوده اندازه گیری پایداری بلند مدت خوردگی دما در برابر مقاومت خطی مقاومت معمول در دمای 0 درجه سانتیگراد مقاومت معمول در دمای 100 درجه سانتیگراد تغییرات مقاومت از 0…100 اهم میزان نرخ مقاومت (R100-R0/R0) آلفا (α) (R100-R0/100×R0)
پلاتینیوم 200-…850+ عالی عالی خوب 100 اهم 138.5 اهم 38.5 اهم 0.385 اهم 0.00385 اهم
نیکل  80-…260+ متوسط خوب متوسط 120 اهم 200.64 اهم 80.64 0.672 اهم 0.00672 اهم
مس  200-…260+ خوب متوسط عالی 9.035 اهم 12.897 اهم 3.86 اهم 0.427 اهم 0.00427 اهم

بررسی ساخت انواع RTD

ساخت سنسور RTD (آر تی دی) به یکی از روش های زیر انجام می شود:

  1. Wire wound RTDs (سیم پیچی)
  2. coiled element RTDs (سیم حلقه ای)
  3. thin film RTDs (فیلمی نازک)

بررسی نوع Wire wound RTDs (نوع سیم پیچ)

در نوع Wire wound RTDs، همانطور که از نام آن مشخص است، یک سیم مقاومت در اطراف یک هسته غیررسانا پیچیده می شود. در این نوع، یک سیم مقاومت به دور یک هسته غیررسانا پیچیده می شود که جنس آن معمولاً از سرامیک است.

تولید کننده حسگر RTD، طول سیم مقاومت را با دقت کوتاه کرده تا به مقاومت مشخص شده در 0 درجه سانتی گراد برسد. این مقاومت “R0” نامیده می شود. به عنوان مثال. مقاومت R0 یک Pt100 = 100 Ω.

در مرحله بعد، پایه سیم ها به سیم مقاومت متصل و سپس یک پوشش شیشه ای یا سرامیکی روی سیم برای محافظت استفاده می شود. با افزایش دما، طول سیم مقاومت کمی افزایش می یابد. در طراحی باید دقت کرد که سیم مقاومت با افزایش دما دچار پیچ خوردگی یا تغییر شکل نگردد. زیرا کشش مکانیکی باعث تغییر مقاومت سیم می شود.

RTD های درجه آزمایشگاهی که توسط آزمایشگاههای کالیبراسیون و استانداردها مورد استفاده قرار می گیرند، این منبع خطا را با سیم های مقاوم در برابر سیم پیچ در اطراف یک ساختار پشتیبانی غیر رسانا حذف می کنند. این نوع RTD می تواند بسیار دقیق باشد، اما شکننده بوده و برای اکثر مصارف صنعتی مناسب نیست.

بررسی نوع coiled element RTDs (سیم حلقه ای)

در نوع coiled element RTDs، سیم مقاومت به سیم پیچ های کوچکی حلقه می شود که به راحتی در یک فرم سرامیکی قرار می گیرد و سپس با پودر غیر رسانا پُر می شود. سیم مقاومت آزاد است که با تغییر دما منبسط و منقبض شود و خطای ناشی از فشار مکانیکی را به حداقل برساند. پودر میزان انتقال حرارت را به سیم پیچ ها افزایش می دهد و در نتیجه زمان پاسخ دهی را بهبود می بخشد. این نوع از سنسورهای دما، توسط یک غلاف فلزی در زمان ساخت پروب های دمایی، محافظت می شوند.

بررسی نوع thin film RTDs (فیلمی نازک)

این نوع از سنسورهای آر تی دی، هزینه بسیار کم تری نسبت به سایر انواع دیگر RTD ها دارند. اندازه آن ها کوچک و سرعت پاسخدهی بسیار خوبی دارند. طریقه ساخت این نوع از RTD ها با رسوب یک مسیر نازک بر روی یک پایه سرامیکی است.

پایه سرامیکی و روکش پلاتین نرخ انبساط کمی متفاوت دارند. این باعث ایجاد خطای کرنش در دماهای بالاتر می شود.

از آنجا که RTD های فیلم نازک کوچکتر هستند ، جریان تحریک RTD به دلیل خود گرمایش RTD باعث ایجاد خطای کمی بیشتر می شود.

نسبت مقاومت RTD

اصطلاح “نسبت مقاومت”، شیب متوسط  دما در برابر مقاومت را با تغییر دمای RTD از 0 تا 100 درجه سانتیگراد توصیف می کند. عبارت نسبت مقاومت عبارت است از:

(R100-R0) / R0

جاییکه:

  • R100 = RTD Resistance at 100°C
  • R0 = RTD Resistance at 0°C

مشاوره رایگان خرید انواع سنسور RTD

به منظور استعلام قیمت و دریافت مشاوره رایگان خرید انواع سنسورهای RTD (آر تی دی) با کارشناسان ما تماس بگیرید.

×

سلام!
ارتباط از طریق ایمیل: sales@maniadsanat.com

×