Paggawa ng isang RTD Temperature Meter Circuit

Sa post na ito natututunan namin ang paggawa ng isang circuit ng temperatura ng RTD na temperatura, at natutunan din ang tungkol sa iba't ibang mga RTD at ang kanilang mga prinsipyo sa pagtatrabaho sa pamamagitan ng mga formula.

Ano ang isang RTD

Gumagawa ang isang RTD o detector ng temperatura ng paglaban sa pamamagitan ng pagtuklas ng pagkakaiba o isang pagtaas sa paglaban ng sensor metal kapag napailalim ito sa init.

Ang pagbabago sa temperatura ng elemento na direktang proporsyonal sa init, nagbibigay ng isang direktang pagbabasa ng mga inilapat na antas ng temperatura.

Ipinapaliwanag ng artikulo kung paano gumagana ang rtds at kung paano din gumawa ng isang simpleng circuit ng sensor ng mataas na temperatura gamit ang isang lutong bahay na aparato ng RTD.

Ang isang direktang pagbabasa sa anyo ng magkakaibang mga halaga ng paglaban ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-init ng isang ordinaryong 'heater coil' o isang elemento na 'iron'.

Ang paglaban na direktang katumbas ng napailalim na init, tumutugma sa inilapat na init at nasusukat sa isang ordinaryong digital Ohm meter. Matuto nang higit pa

Paano Gumagana ang Mga Meter ng Temperatura ng RTD

Ang lahat ng mga metal ay mayroong pangunahing pag-aari na ito, iyon lahat ay binabago ang kanilang paglaban o ang antas ng pag-uugali bilang tugon sa init o tumataas na temperatura. Ang paglaban ng isang metal ay tumataas habang ang init at kabaligtaran. Ang pag-aari ng mga metal na ito ay pinagsamantalahan sa mga RTD.

Ang pagkakaiba-iba sa itaas sa paglaban ng metal ay malinaw na nauugnay sa kasalukuyang kuryente at nangangahulugan na kung ang kasalukuyang ay naipasa sa pamamagitan ng isang metal na napailalim sa ilang pagbabago ng temperatura ay mag-aalok ng kaukulang antas ng paglaban sa inilapat na kasalukuyang.

Ang kasalukuyang din samakatuwid ay nag-iiba proporsyonal sa iba't ibang pagtutol ng metal ang pagkakaiba-iba sa kasalukuyang output ay direktang binasa sa isang naaangkop na naka-calibrate na metro. Ito ay kung paano karaniwang gumagana ang isang metro ng temperatura ng RTD bilang isang thermal sensor o transducer.

Ang mga RTD ay karaniwang tinukoy sa 100 Ohms, na nangangahulugang ang elemento ay dapat ipakita ang paglaban ng 100 Ohms sa zero degree Celsius.

Ang mga RTD ay karaniwang binubuo ng marangal na metal Platinum dahil sa mahusay nitong mga metal na katangian tulad ng pagkawalang-kilos sa mga kemikal, mahusay na linear na tugon sa temperatura kumpara sa gradient ng paglaban, malaking koepisyentong temperatura ng paglaban, na nagbibigay ng mas malawak na saklaw ng mga sukat, at katatagan (kakayahang humawak ng temperatura at paghigpitan biglaang pagbabago).

Pangunahing Mga Bahagi ng isang RTD

Ang figure sa itaas ng isang simpleng meter ng temperatura ng RTD ay nagpapakita ng pangunahing disenyo ng isang karaniwang aparato ng RTD. Ito ay isang simpleng uri ng thermal transducer na binubuo ng mga sumusunod na pangunahing bahagi:

Isang panlabas na enclosure, binubuo iyon ng ilang materyal na lumalaban sa init tulad ng baso o metal at selyadong panlabas.

Ang sa itaas na pambalot ay nagsasara ng isang manipis na wire ng metal na ginagamit bilang elemento ng pagtuklas ng init.

Ang elemento ay natapos sa pamamagitan ng dalawang panlabas na may kakayahang umangkop na mga wire na kumikilos bilang kasalukuyang mapagkukunan para sa transducer o ang nakapaloob na elemento ng metal.

Ang elemento ng kawad ay tiyak na nakatakda sa loob ng enclosure upang ito ay proporsyonadong kumalat sa buong haba ng enclosure.

Ano ang Resistivity

Ang pangunahing prinsipyo ng pagtatrabaho ng RTDs ay batay sa ang katunayan na ang karamihan sa mga conductor ay nagpapakita ng isang linear na pagkakaiba-iba sa kanilang pangunahing katangian (pamamalakad o paglaban), kapag napailalim sa iba't ibang temperatura.

Tiyak na ang resistivity ng metal na nagbabago nang malaki bilang tugon sa iba't ibang temperatura.

Ang pagkakaiba-iba na ito sa resistivity ng isang metal na naaayon sa inilapat na mga pagbabago sa temperatura ay tinawag na coefficient ng temperatura ng paglaban o alpha at ipinahayag sa pamamagitan ng sumusunod na pormula:

alpha = d (rho) / dT = dR / dT ohms / oC (1)

kung saan ang rho ay ang resistivity ng elemento o ang wire metal na ginamit, ang R ay ang paglaban nito sa Ohms na may isang tinukoy na pagsasaayos.

Paano Makalkula ang Pagkalaban

Ang pormula sa itaas ay maaaring karagdagang mailapat para sa pagtukoy ng temperatura ng isang hindi kilalang sistema sa pamamagitan ng pangkalahatang pagpapahayag ng R na ibinigay sa sumusunod na equation:

R = R (0) + alpha (0 degree + Tx), kung saan ang R (0) ay ang paglaban ng sensor sa zero degree Celsius at Tx ang temperatura ng elemento.

Ang expression sa itaas ay maaaring gawing simple at nakasulat bilang:

Tx = {R - R (0)} / alpha Samakatuwid, kapag R = R (0), ang Tx ay = 0 degree Celsius, o kapag R> R (0), Tx> zero degree Celsius, gayunpaman sa R> R (0 ), Tx<0 degree Celsius.

Mahalagang tandaan na, upang makamit ang maaasahang mga resulta habang gumagamit ng mga RTD, ang inilapat na temperatura ay dapat na pantay na ibinahagi sa buong haba ng elemento ng sensing, kung hindi ito magawa ay maaaring magresulta sa hindi tumpak at hindi pantay na pagbasa sa output.

Mga uri ng RTDs

Ang ipinaliwanag sa itaas na mga kundisyon na tinukoy sa paggana ng isang uri ng dalawang kawad na pangunahing RTD, subalit dahil sa maraming mga praktikal na hadlang ang isang dalawang-kawad na RTD ay hindi kailanman tumpak.
Upang gawing mas tumpak ang mga aparato ng karagdagang circuitry sa anyo ng isang tulay na pang-trigo ay karaniwang isinasama.
Ang mga RTD na ito ay maaaring maiuri bilang 3-wire at ang 4-wire na uri.

Three Wire RTD: Ipinapakita ng diagram ang isang tipikal na 3 –wire RTD na koneksyon. Dito, ang kasalukuyang pagsukat ay dumadaloy sa pamamagitan ng L1 at L3 habang ang L3 ay kumikilos tulad ng isa sa mga potensyal na lead.

Hangga't ang tulay ay nasa balanseng kondisyon, walang kasalukuyang dumadaan sa L2, gayunpaman ang L1 at L3 ay nasa magkakahiwalay na braso ng network ngstone, ang mga resistensya ay nullified at ipinapalagay na isang mataas na impedance sa Eo, din ang resistances sa pagitan ng L2 at L3 na gaganapin sa magkatulad na halaga.

Tinitiyak ng parameter ang paggamit ng isang maximum na 100 metro ng kawad upang mawakasan mula sa sensor hanggang sa tumatanggap na circuit at panatilihin ang kawastuhan sa loob ng 5% ng mga antas ng pagpapaubaya.

Apat na Wire RTD: Ang apat na wire RTD ay marahil ang pinaka mahusay na pamamaraan ng paggawa ng tumpak na mga resulta kahit na ang aktwal na rtd ay inilalagay sa malayong distansya mula sa display ng monitor.

Kinansela ng pamamaraan ang lahat ng mga pagkakaiba sa lead wire upang makabuo ng lubos na tumpak na mga pagbabasa. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay batay sa pagbibigay ng isang pare-pareho na kasalukuyang sa pamamagitan ng RTD at pagsukat ng boltahe sa kabuuan nito sa pamamagitan ng isang mataas na aparatong pagsukat ng impedance.

Tinatanggal ng pamamaraan ang pagsasama ng isang network ng tulay at nagbibigay pa ng maraming kapani-paniwala na mga output. Ang figure ay nagpapakita ng isang tipikal na apat na wire RTD layout ng mga kable dito isang tiyak na dimensyonadong pare-pareho na kasalukuyang nagmula sa isang naaangkop na mapagkukunan ay inilapat sa pamamagitan ng L1, L4 at ng RTD.

Ang isang proporsyonal na resulta ay direktang magagamit sa buong RTD sa pamamagitan ng L2 at L3 at maaaring masukat sa isang mataas na impedance DVM, hindi alintana ang distansya nito mula sa elemento ng sensing. Dito, ang L1, L2, L3, at L4 na mga paglaban ng mga wire, ay naging hindi gaanong halaga na walang impluwensya sa aktwal na mga pagbasa.

Paano Gumawa ng isang Homemade RTD High Temperature Sensor

Ang isang yunit ng sensor ng mataas na temperatura ay maaaring idisenyo sa pamamagitan ng paggamit ng isang ordinaryong 'heater element' tulad ng isang heater coil o isang elemento na 'iron'. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay batay sa mga talakayan sa itaas.

Ang mga koneksyon ay simple at kailangang maitayo tulad ng ipinakita sa sumusunod na DIAGRAM.