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温度という概念
物理的観点から,熱は分子や原子の不規則な動きによって体内に含まれるエネルギーの測定値である.テニスボールが速度を増加させるにつれてエネルギーが増えるように,体またはガスの内部エネルギーも温度上昇とともに増加する.温度は質量や特異熱などの他のパラメータとともに体のエネルギー含有量を記述する変数である.
基本温度測定はケルビン度です 0°k (エルビン) ならば 体内のすべての分子が静止状態にあり 熱はなくなっています ですから,低エネルギー状態がないので 負の温度の可能性はありません
日常使用では,通常はセンチグラード (旧センチグラード) を使用する.その零点は水の凍結点であり,これは簡単に実用化できます.現在0°Cは最低温度とは決してありません.誰もが経験から知っているからです.センチグラードスケールをすべての分子運動が停止する最低温度まで拡張することで,私たちは273.15
人間には,感覚を通して温度を測定する能力が限られている.しかし,彼は定量的な測定を正確に再現することができなかった. 定量的な温度測定の最初の形態は17世紀初頭にフローレンツで開発され,アルコール膨張に依存した.スケーリングは夏と冬の最高温度に基づいています. 100年後,スウェーデン天文学者セル
電気測定温度
温度測定は,建物制御,食品加工,鉄鋼および石油化学製品の製造など多くのアプリケーションで重要です.これらの非常に異なるアプリケーションには,異なる物理構造と通常異なる技術を持つ温度センサーが必要です.
工業および商業用アプリケーションでは,測定点は通常,表示または制御点から遠くにあります.測定のさらなる処理は通常,コントローラ,レコーダーまたはコンピュータで必要になります.これらのアプリケーションは,私たちが日常使用から知っているため,温度計の直接表示に適していません.しかし,温度を別の形態のデバイス,電気信号に変換する必要があります.このリモ
rtdは,金属抵抗が温度によって変化する特徴を採用している.これらは,抵抗が温度とともに増加する正温系数 (ptc) センサーである.使用される主要金属はプラチナとニッケルである.最も広く使用されているセンサーは100オムまたは1000オムRTDSまたはプラチナ抵抗温度計である.
rtdは工業用センサーの中で最も精度が高いもので,長期安定性も最高である.プラチナ耐性精度を表す値は測定温度の+0.5%である. 1年後に老化により+0.05°Cの変化がある可能性がある.プラチナ耐性温度計は,温度範囲は200〜800°Cである.
温度による抵抗の変化
金属の導電性は導電電子の移動性に依存する.電圧がワイヤの端に適用されれば,電子は正極に移動する.格子内の欠陥はこの動きを妨げる.それらは外側または欠落した格子原子,粒の境界線にある原子,格子間の位置を含む.これらの欠陥位置は温度に依存しない
プラチナは工業測定で広く受け入れられている.その利点には,化学的安定性,比較的容易な製造 (特にワイヤ製造),高純度形態で取得する可能性,および再現可能な電気特性が含まれています.これらの特性によりプラチナ抵抗センサーは最も広く交換可能な温度センサーです.
熱電阻は金属酸化物から作られ,抵抗力は温度上昇とともに低下する. 抵抗特性が温度上昇とともに低下するので,負の温度係数 (ntc) センサーと呼ばれます.
基本プロセスの性質により,導電電子の数が温度とともに指数関数的に増加する.したがって,特性は強い増加を示します.この明らかな非線形性はntc抵抗の欠点であり,その有効温度範囲を約100°Cに制限します. もちろん,自動コンピュータによって線形化することができます.しかし,正確性と線形性は大きな測定
熱対の基礎は2つの異なる金属,熱電極の間の接続である.熱対とrtdによって発生する電圧は温度とともに増加する.抵抗温度計と比較して,それらは数千度Cの重要な利点を持つより高い上気温制限を持っています.それらの長期安定性はわずかに貧しく (1年後に数度),測定精度はわずかに貧
熱電気効果
二つの金属が結合すると,電子と金属イオンの異なる結合エネルギーにより熱電圧が発生する.電圧は金属そのものと温度に依存する.この熱電圧が電流を生成するためには,もちろん,2つの金属が反対端で結合して閉回路を形成する必要があります.このように,第二の結点で熱電圧が生成されます.熱電圧
両点の温度が同じなら,電流は存在しない. なぜなら,両点で発生する部分圧力が互いにキャンセルされる. 交差点の温度が異なる場合,発生する電圧と電流が異なる. したがって,熱電偶は温度差のみを測定できる.
測定点は測定温度にさらされた交差点である.基準交差点は既知の温度にある交差点である.既知の温度が通常測定温度より低いため,基準交差点は通常冷たい交差点と呼ばれます.測定点の実際の温度を計算するには,冷たい端温度を知らなければならない.
古い装置は,冷たい交差点温度を50°Cなどの既知の値で制御するために,恒温制御交差点ボックスを使用する.現代の装置は,冷たい端に薄膜rtdを使用して温度を測定し,測定点の温度を計算する.
熱電効果によって発生する電圧は非常に小さく,摂氏度に数マイクロボルトしかありません.したがって,基準結点温度と基準結点温度の差が小さすぎて干渉しない信号を生成できないため,熱対は通常30〜50°Cの範囲では使用されません.
rtdワイヤリング
抵抗温度計では,抵抗は温度によって変化します.出力信号を評価するために,恒常電流が通過し,電圧の低下が測定されます. この電圧の低下のために,オーム法則に従います,v = ir.
測定電流はセンサーの加熱を避けるために可能な限り小さくなければならない. 1maの測定電流は明らかなエラーを導入しないと考えることができます.電流は0 °Cで pt 100 で0.1vの電圧低下を生成します.この信号電圧は,接続ケーブルを通って,最小限の変更で表示点または評価点に送信する必要があります.
2本の電路
温度計と評価電子機器の接続には2コアケーブルが使用されます.他の電気電導体と同様に,ケーブルには抵抗温度計と連列した抵抗があります.その結果,2つの抵抗が加算され,電子機器は温度上昇として解釈します.長距離では,線抵抗は数オームに達し,測定値の重要な偏移を生成します.
3本の電線回路
線抵抗の影響とその温度変動を最小限に抑えるために,通常,3本のワイヤ回路が使用されます.これは,rtdのコンタクトの1つに追加のワイヤを走行することを含みます.これは2つの測定回路を生成し,そのうちの1つは参照として使用されます. 3本のワイヤ回路は,数と温度変動
4本の電路
抵抗温度計の接続形態としては4ワイヤ回路が最適である.測定は線抵抗も温度誘発の変化も関係しない.線バランスは必要ない.温度計は電源接続を通じて測定電流を提供する.測定線上の電圧低下は測定線によって拾われる.電子機器の入力抵抗が線抵抗よりも何倍もの場合は,後者は無視
2本の電線を放出する
複数のケーブルの代わりに2ワイヤ送信機を使用することで,上記のように2ワイヤ回路の問題を回避することができる.送信機はセンサー信号を温度に比例する4-20maの正規電流信号に変換する.送信機の電源も4maの基本電流を使用して同じ2つの接続を通じて動作する. 2ワイヤ送信機は追加の利点
熱電阻の配線
熱電阻の抵抗は通常,鉛線よりも数桁大きい.したがって,温度測定に鉛抵抗の影響はほとんどなく,熱電阻はほぼ常に2本のワイヤで接続されています.
熱対の配線
熱対は,RTDSや熱電阻とは異なり,正と負の足を持つため,極性を遵守する必要があります.それらを直接地元の2ワイヤ送信機に接続し,銅線を受信器に返却することができます.受信器が熱対入力を直接受け入れる場合,同じ熱対線または熱対延長線を受信器まで戻すまで使用する必要があります
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