Temperatura este unul dintre principalii parametri fizici. Este important să-l măsurați și să îl controlați atât în viața de zi cu zi, cât și în producție. Există multe dispozitive speciale pentru asta. Termometrul de rezistență este unul dintre cele mai comune instrumente utilizate în mod activ în știință și industrie. Astăzi vă vom spune ce este un termometru de rezistență, avantajele și dezavantajele acestuia și, de asemenea, înțelegem diferitele modele.
Conţinut
Zona de aplicare
termometru de rezistență este un dispozitiv conceput pentru a măsura temperatura mediilor solide, lichide și gazoase. De asemenea, este utilizat pentru măsurarea temperaturii solidelor în vrac.
Termometrul de rezistență și-a găsit locul în producția de gaze și petrol, metalurgie, energie, locuințe și servicii comunale și multe alte industrii.
IMPORTANT! Termometrele de rezistență pot fi utilizate atât în medii neutre, cât și în medii agresive. Acest lucru contribuie la răspândirea dispozitivului în industria chimică.
Notă! Termocuplurile sunt, de asemenea, folosite în industrie pentru a măsura temperaturile, aflați mai multe despre ele de la articolul nostru despre termocupluri.
Tipuri de senzori și caracteristicile acestora
Măsurarea temperaturii cu un termometru de rezistență se realizează folosind unul sau mai multe elemente de detectare a rezistenței și conexiuni fire, care sunt ascunse în siguranță într-o carcasă de protecție.
Clasificarea vehiculului are loc tocmai în funcție de tipul elementului sensibil.
Termometru cu rezistență metalică conform GOST 6651-2009
Conform GOST 6651-2009 ele disting un grup de termometre cu rezistență metalică, adică TS, al căror element sensibil este un mic rezistor realizat din sârmă sau film metalic.
Contoare de temperatură cu platină
Platinum TS sunt considerate cele mai comune printre alte tipuri, așa că sunt adesea instalate pentru a controla parametri importanți. Domeniul de măsurare a temperaturii se află de la -200 °С la 650 °С. Caracteristica este aproape de o funcție liniară. Unul dintre cele mai comune tipuri este Pt100 (Pt - platină, 100 - înseamnă 100 ohmi la 0 ° C).
IMPORTANT! Principalul dezavantaj al acestui dispozitiv este costul ridicat datorat utilizării metalului prețios în compoziție.
Termometre rezistente la nichel
Nichelul TS nu este aproape niciodată utilizat în producție din cauza intervalului îngust de temperatură (de la -60 °С la 180 °С) și dificultăți operaționale, totuși, trebuie remarcat că au cel mai mare coeficient de temperatură 0,00617 °C-1.
Anterior, astfel de senzori erau utilizați în construcțiile navale, însă acum în această industrie au fost înlocuiți cu vehicule din platină.
Senzori de cupru (TCM)
S-ar părea că gama de utilizare a senzorilor din cupru este chiar mai restrânsă decât cea a celor cu nichel (numai de la -50 °С la 170 °С), dar, cu toate acestea, sunt cel mai popular tip de vehicul.
Secretul constă în ieftinitatea dispozitivului. Elementele de detectare din cupru sunt simple și nepretențioase în utilizare și sunt, de asemenea, excelente pentru măsurarea temperaturilor scăzute sau a parametrilor aferenti, cum ar fi temperatura aerului din magazin.
Durata de viață a unui astfel de dispozitiv este însă scurtă, iar costul mediu al unui TS din cupru nu este prea scump (aproximativ 1 mie de ruble).
Termistori
Termistorii sunt termometre cu rezistență al căror element sensibil este format dintr-un semiconductor. Poate fi un oxid, o halogenură sau alte substanțe cu proprietăți amfotere.
Avantajul acestui dispozitiv nu este doar un coeficient de temperatură ridicat, ci și capacitatea de a da orice formă viitorului produs (de la un tub subțire la un dispozitiv lung de câțiva microni). De regulă, termistorii sunt proiectați pentru a măsura temperatura de la -100 °С la +200 °С.
Există două tipuri de termistori:
- termistori - au un coeficient de rezistență negativ de temperatură, adică odată cu creșterea temperaturii, rezistența scade;
- pozitori - au un coeficient de rezistență pozitiv la temperatură, adică pe măsură ce temperatura crește, crește și rezistența.
Tabele de calibrare pentru termometre de rezistență
Tabelele de gradare sunt o grilă rezumativă prin care puteți determina cu ușurință la ce temperatură termometrul va avea o anumită rezistență. Astfel de tabele ajută lucrătorii instrumentației să evalueze valoarea temperaturii măsurate în funcție de o anumită valoare a rezistenței.
În acest tabel, există denumiri speciale de vehicule. Le puteți vedea pe linia de sus. Cifra înseamnă valoarea rezistenței senzorului la 0°C, iar litera este metalul din care este fabricat.
Pentru a desemna metal, utilizați:
- P sau Pt - platină;
- M - cupru;
- N - Nichel.
De exemplu, 50M este un RTD de cupru, cu o rezistență de 50 ohmi la 0 ° C.
Mai jos este un fragment din tabelul de calibrare al termometrelor.
| 50M (ohmi) | 100M (ohmi) | 50P (Ohm) | 100P (Ohm) | 500P (Ohm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °C | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °C | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °C | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 °С | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 °С | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
Clasa de toleranta
Clasa de toleranță nu trebuie confundată cu conceptul de clasă de precizie. Cu ajutorul unui termometru nu măsurăm direct și vedem rezultatul măsurării, ci transferăm valoarea rezistenței corespunzătoare temperaturii reale barierelor sau dispozitivelor secundare. De aceea a fost introdus un nou concept.
Clasa de toleranță este diferența dintre temperatura reală a corpului și temperatura care a fost obținută în timpul măsurării.
Există 4 clase de precizie TS (de la cele mai precise la dispozitive cu o eroare mai mare):
- AA;
- DAR;
- B;
- DIN.
Iată un fragment din tabelul claselor de toleranță, puteți vedea versiunea completă în GOST 6651-2009.
| Clasa de precizie | Toleranță, °С | Interval de temperatură, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Cupru TS | Platină TS | Nichel TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | de la -50 °С la +250 °С | - |
| DAR | ±(0,15+0,002 |t|) | de la -50 °С la +120 °С | de la -100 °С la +450 °С | - |
| LA | ±(0,3 + 0,005 |t|) | de la -50 °С la +200 °С | de la -195 °С la +650 °С | - |
| DIN | ±(0,6 + 0,01 |t|) | de la -180 °С la +200 °С | de la -195 °С la +650 °С | -60 °С până la +180 °С |
Schema de conectare
Pentru a afla valoarea rezistenței, aceasta trebuie măsurată. Acest lucru se poate face prin includerea acestuia în circuitul de măsurare. Pentru aceasta, sunt utilizate 3 tipuri de circuite, care diferă în ceea ce privește numărul de fire și precizia de măsurare atinsă:
- Circuit cu 2 fire. Conține un număr minim de fire, ceea ce înseamnă că este cea mai ieftină opțiune. Cu toate acestea, atunci când alegeți această schemă, nu va fi posibilă obținerea unei precizii optime de măsurare - rezistența firelor utilizate se va adăuga rezistenței termometrului, ceea ce va introduce o eroare în funcție de lungimea firelor. În industrie, o astfel de schemă este rar folosită. Este utilizat numai pentru măsurători în care precizia specială nu este importantă, iar senzorul este situat în imediata apropiere a convertorului secundar. 2 fire prezentată în imaginea din stânga.
- Circuit cu 3 fire. Spre deosebire de versiunea anterioară, aici se adaugă un fir suplimentar, conectat la scurt timp la unul dintre celelalte două de măsurare. Scopul său principal este capacitatea de a obține rezistența firelor conectate si scade aceasta valoare (compensa) din valoarea măsurată de la senzor. Dispozitivul secundar, pe lângă măsurarea principală, măsoară suplimentar rezistența dintre firele închise, obținând astfel valoarea rezistenței firelor de conectare de la senzor la barieră sau secundar. Deoarece firele sunt închise, această valoare ar trebui să fie zero, dar de fapt, datorită lungimii mari a firelor, această valoare poate ajunge la câțiva ohmi.În continuare, această eroare se scade din valoarea măsurată, obținându-se citiri mai precise, datorită compensării rezistenței firelor. O astfel de conexiune este folosită în majoritatea cazurilor, deoarece este un compromis între precizia necesară și un preț acceptabil. 3 fire reprezentat în figura centrală.
- Circuit cu 4 fire. Scopul este același ca atunci când se utilizează circuitul cu trei fire, dar compensarea erorii este pe ambele cabluri de testare. Într-un circuit cu trei fire, valoarea rezistenței ambelor cabluri de testare se presupune a fi aceeași valoare, dar de fapt poate diferi ușor. Prin adăugarea unui al patrulea fir într-un circuit cu patru fire (scurtcircuitat la al doilea cablu de testare), este posibil să se obțină separat valoarea rezistenței sale și să se compenseze aproape complet toată rezistența de la fire. Cu toate acestea, acest circuit este mai scump, deoarece este necesar un al patrulea conductor și, prin urmare, este implementat fie în întreprinderi cu finanțare suficientă, fie în măsurarea parametrilor în care este nevoie de o precizie mai mare. Schema de conectare cu 4 fire puteți vedea în poza din dreapta.
Notă! Pentru un senzor Pt1000, deja la zero grade, rezistența este de 1000 ohmi. Le puteți vedea, de exemplu, pe o conductă de abur, unde temperatura măsurată este de 100-160 ° C, ceea ce corespunde la aproximativ 1400-1600 ohmi. Rezistența firelor, în funcție de lungime, este de aproximativ 3-4 ohmi, adică. practic nu afectează eroarea și nu are prea mult rost să folosiți o schemă de conectare cu trei sau patru fire.
Avantajele și dezavantajele termometrelor de rezistență
Ca orice instrument, utilizarea termometrelor de rezistență are o serie de avantaje și dezavantaje. Să le luăm în considerare.
Avantaje:
- caracteristică aproape liniară;
- măsurătorile sunt destul de precise (eroare nu mai mult de 1°С);
- unele modele sunt ieftine și ușor de utilizat;
- interschimbabilitatea dispozitivelor;
- stabilitatea muncii.
Defecte:
- interval mic de măsurare;
- temperatură limită destul de scăzută a măsurătorilor;
- necesitatea de a folosi scheme speciale de conectare pentru o precizie sporită, ceea ce crește costul implementării.
Un termometru de rezistență este un dispozitiv comun în aproape toate industriile. Este convenabil să măsurați temperaturile scăzute cu acest dispozitiv fără teamă pentru acuratețea datelor obținute. Termometrul nu este foarte durabil, cu toate acestea, prețul rezonabil și ușurința de a înlocui senzorul acoperă acest mic dezavantaj.
Articole similare:
