diferența dintre termopar, termistor și rtd

conceptul de temperatură

din punct de vedere fizic, căldura este o măsură a energiei conținute în corp datorită mișcării neregulate a moleculelor sau atomilor săi. la fel cum mingile de tenis au mai multă energie cu creșterea vitezei, energia internă a corpului sau a gazului crește odată cu cre

Măsura de bază a temperaturii este gradul Kelvin. La 0 ° k (elvin), fiecare moleculă din corp este în repaus și nu mai există căldură. Prin urmare, nu există posibilitatea unei temperaturi negative, deoarece nu există o stare de energie mai mică.

în utilizarea zilnică, practica obișnuită este de a utiliza centigrade (fostul centigrade). punctul său zero este la punctul de înghețare al apei, care poate fi ușor reproducut în practică. acum 0 ° c nu este în niciun caz temperatura cea mai scăzută, deoarece toată lumea știe din experiență

omul are capacitatea de a măsura temperatura prin simțurile sale într-o gamă limitată. Cu toate acestea, el nu a fost capabil să reproducă cu exactitate măsurători cantitative. Prima formă de măsurare a temperaturii cantitative a fost dezvoltată la Florența la începutul secolului al XVII-lea și se

temperatura de măsurare electrică

măsurarea temperaturii este importantă în multe aplicații, cum ar fi controlul clădirilor, prelucrarea alimentelor și fabricarea de produse siderurgice și petrochimice. aceste aplicații foarte diferite necesită senzori de temperatură cu structuri fizice diferite și, de obicei, tehnologii diferite

în aplicațiile industriale și comerciale, punctele de măsurare sunt de obicei departe de punctele de indicare sau de control. prelucrarea ulterioară a măsurătorilor este de obicei necesară în controale, înregistrări sau computere. aceste aplicații nu sunt potrivite pentru indicarea directă a termometrelor, deoarece le

rtd adoptă caracteristica rezistenței metalice care se schimbă cu temperatura. Sunt senzori cu coeficient de temperatură pozitiv (ptc) a căror rezistență crește cu temperatura. Principalele metale utilizate sunt platina și nichelul.

rtd este cel mai precis senzor pentru aplicații industriale și oferă, de asemenea, cea mai bună stabilitate pe termen lung. valoarea reprezentativă a preciziei rezistenței platinei este de + 0,5% din temperatura măsurată. după un an, poate exista o schimbare de + 0,05 ° c prin îmbătrânire. termometrele

schimbarea rezistenței cu temperatura

conductivitatea unui metal depinde de mobilitatea electronilor conducători. dacă se aplică o tensiune la capătul firului, electronii se deplasează spre polul pozitiv. defectele din rețea interferează cu această mișcare. includ atomi externi sau lipsa reței, atomi la granițele de gr

Platina a fost larg acceptată în măsurarea industrială. avantajele sale includ stabilitatea chimică, fabricarea relativ ușoară (în special pentru fabricarea de sârmă), posibilitatea de a o obține sub formă de puritate ridicată și proprietățile electrice reproducibile. Aceste caracteristici fac din senzorul de rez

termistorii sunt făcuți din o serie de oxizi de metale și rezistența lor scade odată cu creșterea temperaturii. deoarece caracteristica rezistenței scade odată cu creșterea temperaturii, este numit senzor cu coeficient de temperatură negativ (NTC).

datorită naturii procesului de bază, numărul de electroni conducători crește exponențial cu temperatura; prin urmare, caracteristica prezintă o creștere puternică. această neliniaritate evidentă este un dezavantaj al rezistențelor ntc și limitează gama de temperatură efectivă la aproximativ 100 ° C. Ele pot

baza termopare este conexiunea dintre două metale diferite, termistor. tensiunea generată de termopare și rtd crește cu temperatura. în comparație cu termometrele cu rezistență, acestea au o limită de temperatură superioară mai mare, cu un avantaj semnificativ de câteva mii de grade Celsius. stabilitatea lor pe

efect termoelectric

atunci când două metale sunt conectate între ele, se produce o tensiune termoelectrică datorită energiei diferite de legare a electronilor și a ionilor metalici. tensiunea depinde de metalul însuși și de temperatură. pentru ca această tensiune termică să genereze curent, cele două metale trebuie

Dacă există aceeași temperatură la ambele joncțiuni, nu există flux de curent, deoarece presiunile parțiale generate la cele două puncte se anulează reciproc. atunci când temperatura la joncțiune este diferită, tensiunea generată este diferită și curentul curent. prin urmare, termocouple poate măsura

punctul de măsurare este o joncțiune expusă temperaturii măsurate. joncțiunea de referință este o joncțiune la o temperatură cunoscută. deoarece temperatura cunoscută este de obicei mai mică decât temperatura măsurată, joncțiunea de referință este de obicei numită joncțiune rece. pentru a calcula temperatura

Instrumentele mai vechi folosesc cutii de control termostatice pentru a controla temperatura de joncțiune rece la valori cunoscute, cum ar fi 50 °C. Instrumentele moderne folosesc rtd subțire la capătul rece pentru a determina temperatura și pentru a calcula temperatura punctului de măsurare.

tensiunea produsă de efectul termoelectric este foarte mică și este de doar câțiva microvolți pe grad Celsius. Prin urmare, termocouplele nu sunt utilizate în mod normal în intervalul 30 până la + 50 ° C, deoarece diferența dintre temperatura de joncțiune de referință și temperatura de joncțiune de refer

Cabluri rtd

În termometrul de rezistență, rezistența variază în funcție de temperatură. Pentru a evalua semnalul de ieșire, un curent constant trece prin el și scaderea tensiunii este măsurată. Pentru această scădere a tensiunii, se respectă legea lui Ohm, v = ir.

curentul de măsurare trebuie să fie cât mai mic posibil pentru a evita încălzirea senzorului. se poate considera că curentul de măsurare de 1ma nu va introduce nicio eroare evidentă. curentul produce o scădere a tensiunii de 0,1v în pt 100 la 0 °C. această tensiune de semnal trebuie acum transmis

Circuit cu două fire

un cablu cu două nuclee este folosit pentru conectarea între termometru și electronica de evaluare. ca orice alt conductor electric, cablul are o rezistență în serie cu un termometru de rezistență. ca urmare, cele două rezistențe sunt adăugate împreună și electronica interpretează acest lucru ca o creștere a temper

Circuit cu trei fire

Pentru a reduce la minimum influența rezistenței liniei și a fluctuației sale cu temperatura, se utilizează de obicei un circuit de trei fire. Acesta include rularea unor fire suplimentare pe unul dintre contactele rtd. Acest lucru duce la două circuite de măsurare, dintre care unul este folosit ca referință. Circuitul de

Circuit cu 4 fire

cea mai bună formă de conexiune a termometrului de rezistență este circuitul cu 4 fire. măsurarea nu depinde nici de rezistența liniei, nici de schimbările induse de temperatură. nu este necesară echilibrarea liniei. termometrul furnizează curent de măsurare printr-o conexiune de

Transmițător cu două fire

prin utilizarea unui emițător cu 2 fire în loc de un cablu cu mai multe fire, problema unui circuit cu 2 fire, așa cum a fost descris mai sus, poate fi evitată. emițătorul convertește semnalul senzorului într-un semnal de curent normalizat de 4-20ma, care este proporțional cu temperatura. aliment

cabluri termistorice

Rezistența unui termistor este de obicei de mai multe ordine de mărime mai mare decât cea a oricărui fir de plumb. Prin urmare, efectul rezistenței plumbului asupra măsurătorilor de temperatură este neglijabil, în timp ce termistorii sunt aproape întotdeauna conectați într-o configurație de 2 fire.

cabluri de termocoupă

Spre deosebire de rtds și termistori, termocouplele au picioare pozitive și negative, astfel încât trebuie să se respecte polaritatea. ele pot fi conectate direct la emițătorul local cu 2 fire și firul de cupru poate fi returnat la instrumentul receptor. dacă instrumentul receptor poate accepta intrarea termocouplei direct