różnica między termokoplem, termistorem i rtd

pojęcie temperatury

z fizycznego punktu widzenia ciepło jest miarą energii zawartej w ciele z powodu nieregularnego ruchu jego cząsteczek lub atomów. tak jak piłki tenisowe mają więcej energii z rosnącą prędkością, wewnętrzna energia ciała lub gazu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. temperatura

Podstawową miarą temperatury jest stopień Kelvina. Przy 0 ° k (elvin) każda cząsteczka w ciele jest w stanie spoczynku i nie ma więcej ciepła. Dlatego nie ma możliwości ujemnej temperatury, ponieważ nie ma stanu niższej energii.

w codziennym użytkowaniu, zwykłą praktyką jest użycie stopnia centigrada (dawniej centigrada). jego punkt zerowy znajduje się w punkcie zamarzania wody, który można łatwo odtworzyć w praktyce. teraz 0 ° c nie jest wcale najniższą temperaturą, ponieważ każdy wie z doświadczenia

Człowiek ma zdolność pomiaru temperatury za pomocą zmysłów w ograniczonym zakresie. Jednak nie był w stanie dokładnie odtworzyć pomiarów ilościowych. Pierwsza forma ilościowego pomiaru temperatury została opracowana we Florencji na początku XVII wieku i opierała się na ekspansji alkoholu.

temperatury pomiaru elektrycznego

pomiar temperatury jest ważny w wielu zastosowaniach, takich jak kontrola budynków, przetwarzanie żywności i produkcja stali i produktów petrochemicznych. Te bardzo różne zastosowania wymagają czujników temperatury o różnych strukturach fizycznych i zwykle różnych technologiach

W zastosowaniach przemysłowych i handlowych punkty pomiarowe są zazwyczaj odległe od punktów wskazania lub sterowania. Dalsze przetwarzanie pomiarów jest zwykle wymagane w sterownikach, rejestratorach lub komputerach. aplikacje te nie nadają się do bezpośredniego wskazywania termometr

Rtd przyjmuje charakterystykę rezystancji metalu zmieniającą się w zależności od temperatury. Są to czujniki o dodatnim współczynniku temperatury (ptc), których rezystancja wzrasta w zależności od temperatury. Głównymi używanymi metalami są platyna i nikel. Najczęściej

RTD jest najbardziej dokładnym czujnikiem dla zastosowań przemysłowych i zapewnia również najlepszą stabilność długoterminową. Reprezentatywną wartością dokładności oporu platyny jest ± 0,5% temperatury pomiarowej. Po roku może wystąpić zmiana o ± 0,05 °C spowodowana starzeniem się. Termometry oporowe z platyną mają zakres temperatur od –200 do 800 °C.

zmiana oporu w zależności od temperatury

przewodność metalu zależy od ruchu przewodzących elektronów. jeśli napięcie jest stosowane na końcu drutu, elektrony przesuwają się do bieguna dodatniego. wady w siatce zakłócają ten ruch. obejmują one zewnętrzne lub brakujące atomy siatki, atomy na granicach zi

Platyna jest powszechnie akceptowana w pomiarach przemysłowych. jej zaletami są stabilność chemiczna, stosunkowo łatwa produkcja (zwłaszcza w produkcji drutu), możliwość uzyskania jej w postaci o wysokiej czystości i odtwarzalne właściwości elektryczne. cechy te sprawia

Termistory są wykonane z niektórych tlenków metali i ich odporność zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Ponieważ właściwości oporu zmniejszają się wraz ze wzrostem temperatury, nazywa się to czujnikiem ujemnego współczynnika temperatury (ntc).

ze względu na charakter podstawowego procesu liczba przewodzących elektronów wzrasta wykładniczo wraz z temperaturą; dlatego charakterystyka wykazuje silny wzrost. ta oczywista nieliniowość jest wadą rezystorów ntc i ogranicza jego zakres skutecznej temperatury do około 100 ° C. Oczywiście mogą być

podstawą termoładowania jest połączenie dwóch różnych metali, termistoru. napięcie wytwarzane przez termoładowanie i rtd wzrasta z temperaturą. w porównaniu z termometrami oporowymi mają one wyższą górną granicę temperatury, z znaczącą zaletą kilku tysięcy

efekt termoelektryczny

W ten sposób na drugim połączeniu powstaje napięcie cieplne. Efekt termoelektryczny został odkryty przez Seebecka w 1822 roku. Już w 1828 roku Becquerel zasugerował stosowanie termo pary platynowej palladu do pomiaru temperatury.

Jeśli temperatura jest taka sama w obu połączeniach, nie ma przepływu prądu, ponieważ ciśnienie częściowe wytwarzane w dwóch punktach wyłącza się nawzajem. Kiedy temperatura w połączeniu jest inna, wytwarzane napięcie jest inne, a przepływy prądu. Dlatego termoelement może mierzyć tylko róż

punkt pomiaru jest połączeniem narażonym na temperaturę mierzoną. punkt odniesienia jest połączeniem o znanej temperaturze. ponieważ znana temperatura jest zwykle niższa niż temperatura mierzona, punkt odniesienia jest zwykle nazywany połączeniem zimnym. w celu obliczenia rzeczywistej temperatury punktu pomiaru, należy znać temperaturę

Stare instrumenty używają termostatycznych skrzyń łącznikowych do sterowania temperaturą łącznika zimnego w znanych wartościach, takich jak 50°C. Nowoczesne instrumenty używają cienkiej folii rtd na zimnym końcu, aby określić jego temperaturę i obliczyć temperaturę punktu pomiaru

napięcie wytwarzane przez efekt termoelektryczny jest bardzo małe i wynosi tylko kilka mikrovoltów na stopień C. Dlatego termopary nie są zwykle stosowane w zakresie od 30 do + 50 ° C, ponieważ różnica między temperaturą łącznika odniesienia a temperaturą łącznika odniesienia jest zbyt mała, aby

Przesyłki rtd

W termometrze oporowym opór zmienia się w zależności od temperatury. Aby ocenić sygnał wyjściowy, przez niego przechodzi stały prąd i mierzy się spadek napięcia. Dla tego spadku napięcia przestrzega się prawa Ohm'a, v = ir.

Prąd pomiarowy powinien być jak najmniejszy, aby uniknąć podgrzewania czujnika. Można uznać, że prąd pomiarowy 1 ma nie wprowadzi żadnego oczywistego błędu. prąd powoduje spadek napięcia o 0,1 v w pt 100 w temperaturze 0 °C. to napięcie sygnału

Obwody dwukierunkowe

Do połączenia między termometrem a elektroniką oceny używany jest kabiel dwużylowy. Podobnie jak każdy inny przewód elektryczny, kabel ma opór szeregowy względem termometru oporowego. W wyniku tego opory obu są dodawane razem, a elektronika interpretuje to jako wzrost temperatury. Dla większych odległości opór linii może osiągnąć kilka omów i wytworzyć znaczący przesunięcie w wartości pomiarowej.

Obwód 3-przewodny

Aby zminimalizować wpływ oporu linii i jego zmiany wraz z temperaturą, zazwyczaj używa się obwodu trzyprzewodowego. Obejmuje to przeprowadzenie dodatkowych przewodów do jednego z kontaktów RTD. Wynikiem jest dwóch obwodów pomiarowych, jeden z których służy jako odniesienie. Obwód trzyprzewodowy może kompensować opór linii pod względem jego wartości i zmian temperatury. Jednakże, wszystkie trzy przewody muszą mieć te same charakterystyki i być narażone na tę samą temperaturę. Jest to zazwyczaj stosowane w wystarczającym stopniu, aby obwody trzyprzewodowe stały się najpopularniejszą metodą dzisiaj. Nie wymagane jest równoważenie linii.

Obwód 4-przewodny

najlepszą formą połączenia termometru oporu jest 4-przewodowy obwód. pomiar nie zależy ani od oporu linii, ani od zmian wywołanych temperaturą. nie jest wymagane zrównoważenie linii. termometr dostarcza prąd pomiarowy za pośrednictwem połączenia zasilania. spadek

Dwuprzewodowy nadajnik

Wykorzystując 2-przewodowy nadajnik zamiast kablu wieloprzewodowego można uniknąć problemu obwodu 2-przewodowego, jak opisano powyżej. nadajnik przekształca sygnał czujnika w znormalizowany sygnał prądu 4-20ma, który

Przesyłki termistorowe

W rezultacie wpływ oporu ołowiu na odczyty temperatury jest znikomy, podczas gdy termistory są prawie zawsze podłączone w konfiguracji 2-przewodów.

o pojemności nieprzekraczającej 50 W

W przeciwieństwie do rtds i termistorów, termopar ma pozytywne i ujemne nogi, więc należy przestrzegać polaryzacji. mogą być podłączone bezpośrednio do lokalnego nadajnika 2-przewodów, a miedziany przewód można zwrócić do instrumentu odbiorczego. jeśli instrument odbior