EN
o concepto de temperatura
Desde un punto de vista físico, o calor é unha medida da enerxía contida no corpo debido ao movemento irregular das súas moléculas ou átomos. do mesmo xeito que as bolas de tenis teñen máis enerxía co aumento da velocidade, a enerxía interna do corpo ou gas aumenta a medida que aumenta a temperatura. A temperatura é unha variable que, xunto con outros parámetros
A medida básica da temperatura é o grao Kelvin. A 0 ° k (elvin), todas as moléculas do corpo están en repouso e non hai máis calor. Polo tanto, non hai posibilidade de temperatura negativa porque non hai estado de menor enerxía.
no uso diario, a práctica habitual é usar centígrado (anteriormente centígrado). O seu punto cero está no punto de conxelación da auga, que se pode reproducir facilmente na práctica. Agora 0 ° c non é de ningún xeito a temperatura máis baixa, porque todos saben pola experiencia. estendendo a escala centígrado á temperatura máis baixa
O home ten a capacidade de medir a temperatura a través dos seus sentidos nun rango limitado. con todo, non foi capaz de reproducir con precisión as medicións cuantitativas. A primeira forma de medición cuantitativa da temperatura foi desenvolvida en Florencia a principios do século XVII e baséase na expansión do alcohol. A escalación baséase
temperatura de medición eléctrica
A medición de temperatura é importante en moitas aplicacións, como o control de edificios, procesamento de alimentos e fabricación de produtos de aceiro e petroquímica. Estas aplicacións moi diferentes requiren sensores de temperatura con diferentes estruturas físicas e xeralmente diferentes tecnoloxías.
En aplicacións industriais e comerciais, os puntos de medición adoitan estar lonxe dos puntos de indicación ou control. Normalmente é necesario un procesamento adicional das medicións en controladores, gravadores ou computadores. Estas aplicacións non son adecuadas para a indicación directa de termómetros porque os coñecemos do uso diario, pero necesitan converter a temperatura noutra forma
Os sensores de resistencia de rtd son sensores de coeficiente de temperatura positivo (ptc) cuxa resistencia aumenta coa temperatura. Os principais metais utilizados son platino e níquel. Os sensores máis utilizados son os termómetros de resistencia de platino de 100 ohm ou 1000 ohm.
rtd é o sensor máis preciso para aplicacións industriais e tamén proporciona a mellor estabilidade a longo prazo. O valor representativo da precisión da resistencia de platino é de + 0,5% da temperatura medida. despois dun ano, pode haber un cambio de + 0,05 ° C a través do envellecemento. Os termómetros de resistencia de platino teñen un intervalo de
cambio de resistencia coa temperatura
A condutividade dun metal depende da mobilidade dos electróns condutores. se se aplica unha tensión ao extremo do fio, os electróns móvense ao polo positivo. os defectos da rede interfiren con este movemento. inclúen átomos de rede externos ou faltantes, átomos nos límites dos grans e entre as posicións da rede. xa
A platina foi amplamente aceptada na medición industrial. As súas vantaxes inclúen estabilidade química, fabricación relativamente fácil (especialmente para a fabricación de fíos), a posibilidade de obtelo en forma de alta pureza e propiedades eléctricas reproducibles. Estas características fan do sensor de resistencia de platino o sensor de temperatura máis intercambiable
Os termistores están feitos de algúns óxidos metálicos e a súa resistencia diminúe co aumento da temperatura. Porque a característica de resistencia diminúe co aumento da temperatura, chámase sensor de coeficiente de temperatura negativo (NTC).
debido á natureza do proceso básico, o número de electróns condutores aumenta exponencialmente coa temperatura; polo tanto, a característica mostra un forte aumento. Esta obvia nonlinealidade é unha desvantaxe dos resistores ntc e limita o seu rango de temperatura efectiva a aproximadamente 100 ° C. Por suposto, poden ser linearizados por computadores automatizados.
A base do termopare é a conexión entre dous metais diferentes, o termistor. a tensión xerada polo termopare e o rtd aumenta coa temperatura. en comparación cos termómetros de resistencia, teñen un límite de temperatura superior máis alto, cunha vantaxe significativa de varios miles de graos Celsius. A súa estabilidade a longo prazo é lixeiramente pobre
efecto termoeléctrico
Cando dous metais están conectados entre si, prodúcese un voltaxe termoeléctrico debido á diferente enerxía de unión de electróns e ións metálicos. O voltaxe depende do propio metal e da temperatura. Para que este voltaxe térmico genere corrente, os dous metais deben, por suposto, estar conectados no outro extremo para formar un circuíto pech
se hai a mesma temperatura en ambas unións, non hai fluxo de corrente porque as presións parciais xeradas nos dous puntos cancelan entre si. cando a temperatura na unión é diferente, a tensión xerada é diferente e os fluxos de corrente. polo tanto, o termopare só pode medir a diferenza de temperatura.
O punto de medición é unha unión exposta á temperatura medida. A unión de referencia é unha unión a unha temperatura coñecida. Como a temperatura coñecida é xeralmente menor que a temperatura medida, a unión de referencia adoita denominarse unión fría. Para calcular a temperatura real do punto de medición, debe coñecerse a temperatura do extremo frío.
Os instrumentos máis antigos usan caixas de unión de control termostático para controlar a temperatura da unión fría en valores coñecidos como 50oC. Os instrumentos modernos usan rtd de película fina no extremo frío para determinar a súa temperatura e calcular a temperatura do punto de medición.
A tensión producida polo efecto termoeléctrico é moi pequena e é de só uns poucos microvolts por grao centígrado. Polo tanto, os termocouples non se usan normalmente no rango de 30 a + 50 ° C, porque a diferenza entre a temperatura de unión de referencia e a temperatura de unión de referencia é demasiado pequena para
Cables de rtd
nun termómetro de resistencia, a resistencia varía coa temperatura. para avaliar o sinal de saída, pasa a través dunha corrente constante e a caída de tensión a través do mesmo é medida. para esta caída de tensión, obedece a lei de Ohm, v = ir.
A corrente de medición debe ser o máis pequena posible para evitar o quentamento do sensor. pódese considerar que a corrente de medición de 1ma non introducirá ningún erro obvio. A corrente produce unha caída de tensión de 0,1v en pt 100 a 0 °C. Esta tensión de sinal debe transmitirse agora a través do cable de conexión ao punto
Circuíto de 2 fíos
Un cable de 2 núcleos úsase para a conexión entre o termómetro e a electrónica de avaliación. Como calquera outro condutor eléctrico, o cable ten unha resistencia en serie cun termómetro de resistencia. Como resultado, os dous resistores son engadidos e a electrónica o interpreta como un aumento de temperatura. para distancias máis longas
Circuíto de 3 fíos
Para minimizar a influencia da resistencia da liña e a súa fluctuación coa temperatura, normalmente se usa un circuíto de tres fíos. Isto inclúe a execución de fíos adicionais nun dos contactos da rtd. Isto resulta en dous circuítos de medición, un dos cales é usado como referencia. O circuíto de 3 fíos pode compensar
Circuíto de 4 fíos
A mellor forma de conexión do termómetro de resistencia é o circuíto de 4 fíos. A medición non depende nin da resistencia da liña nin dos cambios inducidos pola temperatura. Non se require equilibrio da liña. O termómetro proporciona corrente de medición a través dunha conexión de enerxía. a caída de tensión na liña de medición é captada
Transmisor de 2 fíos
O transmisor de 2 fíos proporciona unha vantaxe adicional, é dicir, a amplificación da señal reduce moito o impacto da interferencia externa. hai dous arranxos para posicionar o transmisor. xa que a distancia entre os sinais non amplificados debe ser o máis curta posible, o amplificador pode ser instalado directamente no termómetro no seu terminal. esta
Conexión de termistores
A resistencia dun termistor é xeralmente varias ordes de magnitude maior que a de calquera fio de chumbo. polo tanto, o efecto da resistencia do chumbo nas lecturas de temperatura é insignificante, mentres que os termistores están case sempre conectados nunha configuración de 2 fíos.
Conexión de termocouple
A diferenza de rtds e termistores, os termopares teñen pernas positivas e negativas, polo que debe observarse a polaridade. poden conectarse directamente ao transmisor local de 2 fíos e o fio de cobre pode ser devolto ao instrumento receptor. se o instrumento receptor pode aceptar entrada de termopares directamente, o mesmo fio de termopare
Notícias quentes