Skillnaden mellan termoppar, termistor och rtd

Begreppet temperatur

Från en fysisk synvinkel är värme ett mått på den energi som finns i kroppen på grund av den oregelbundna rörelsen av dess molekyler eller atomer. Precis som tennisbollar har mer energi med ökad hastighet ökar kroppens eller gasens inre energi när temperaturen ökar. Temperatur är en variabel som tillsammans med andra parametrar som

Temperaturen mäts med kelvin. Vid 0 ° k (elvin) är varje molekyl i kroppen i vila och det finns ingen värme. Därför finns det ingen möjlighet till negativ temperatur eftersom det inte finns något tillstånd med lägre energi.

i daglig användning är den vanliga praxis att använda centigrad (tidigare centigrad). dess nollpunkt är vid fryspunkten för vatten, vilket lätt kan reproduceras i praktiken. nu 0 ° c är inte alls den lägsta temperaturen, eftersom alla vet av erfarenhet. genom att utöka centigradsskala till den lägsta temperaturen där all

Människan har förmågan att mäta temperaturen genom sina sinnen i ett begränsat intervall. Men han kunde inte korrekt återge kvantitativa mätningar. Den första formen av kvantitativ temperaturmätning utvecklades i Florens i början av 1700-talet och förlitade sig på expansion av alkohol. Skala är baserad på de högsta temperatur

Elektrisk mättemperatur

Temperaturmätning är viktig i många tillämpningar, såsom byggnadskontroll, livsmedelsbehandling och tillverkning av stål och petrokemiska produkter. Dessa mycket olika tillämpningar kräver temperatursensorer med olika fysikaliska strukturer och vanligtvis olika tekniker

I industriella och kommersiella tillämpningar är mätpunkterna vanligtvis långt från signal- eller kontrollpunkter. Ytterligare bearbetning av mätningar krävs vanligtvis i kontroller, inspelningsmaskiner eller datorer. Dessa tillämpningar är inte lämpliga för direkt indikation av termometrar eftersom vi känner till dem från vardagsanvändning, men behöver konvertera temperatur

rtd har egenskapen att motståndet i metallen förändras med temperaturen. Det är positiva temperaturkoefficienter (ptc) sensorer vars motstånd ökar med temperaturen. De huvudsakliga metallerna som används är platina och nickel. De mest använda sensorer är 100 ohm eller 1000 ohm rtds eller platina motstånd

rtd är den mest exakta sensorn för industriella tillämpningar och ger också den bästa långsiktiga stabiliteten. Det representativa värdet för platinmotståndsgenauheten är + 0,5% av den uppmätta temperaturen. Efter ett år kan det finnas + 0,05 ° c förändring genom åldrande. Platinmotståndstermometrar har

Förändring av motståndet med temperaturen

Ledningsförmågan hos en metall beror på rörligheten hos de ledande elektronerna. Om en spänning appliceras på ledningens ände rör sig elektronerna till den positiva polen. defekter i nätet stör denna rörelse. de inkluderar yttre eller saknade nätatomer, atomer vid korngränser och mellan nätpositioner

Platina har blivit allmänt accepterat i industriell mätning. dess fördelar inkluderar kemisk stabilitet, relativt enkel tillverkning (särskilt för trådtillverkning), möjligheten att få det i hög renhet och reproducerbara elektriska egenskaper. Dessa egenskaper gör platina motståndssensor den mest utbytbara temperatursensorn.

Termistorerna är gjorda av vissa metalloxider och deras motstånd minskar med ökad temperatur. Eftersom motståndskarakteristiken minskar med temperaturökning kallas det för en negativ temperaturkoefficient (NTC) -sensor.

Detta uppenbara icke-lineärt är en nackdel för ntc-motstånd och begränsar dess effektiva temperaturområde till cirka 100 ° C. De kan naturligtvis linerifieras med automatiserade datorer. Men noggrannheten och lineariteten kan inte uppfylla kraven på stor mätvidd. Deras drift vid växlande temperaturer är också större än

Termoparets grund är anslutningen mellan två olika metaller, termistor. Spänningen som genereras av termoparen och rtd ökar med temperaturen. Jämfört med motståndstermometrar har de en högre övre temperaturgräns, med en betydande fördel på flera tusen grader Celsius. deras långsiktiga stabilitet är något

termisk effekt

När två metaller är anslutna till varandra, produceras en termoelektrisk spänning på grund av den olika bindningsenergin hos elektroner och metalljoner. Spänningen beror på metallen själv och temperaturen. För att denna termiska spänning ska generera ström måste de två metallerna naturligtvis vara anslutna till varandra

Om det finns samma temperatur vid båda korsningarna, finns det inget strömflöde eftersom de partiella tryckerna som genereras vid de två punkterna avbryter varandra. När temperaturen vid korsningen är annorlunda, är den genererade spänningen annorlunda och strömmen flödar. Därför kan termoparen bara mäta temperatur

Mätpunkten är en kryssning som utsätts för den uppmätta temperaturen. Referensknytpunkten är en kryssning vid en känd temperatur. Eftersom den kända temperaturen vanligtvis är lägre än den uppmätta temperaturen kallas referensknytpunkten vanligtvis en kall kryssning. För att beräkna mätpunkts

Äldre instrument använder termostatiska kontrollkopplar för att kontrollera den kalla kopplingstemperaturen vid kända värden såsom 50°C. Moderna instrument använder tunnfilm rtd vid den kalla änden för att bestämma temperaturen och beräkna temperaturen i mätpunkten.

Den spänning som produceras av den termoelektriska effekten är mycket liten och endast några mikrovolts per grader centigrade. Därför används termoppar normalt inte i området 30 till + 50 °C, eftersom skillnaden mellan referenskoppletemperaturen och referenskoppletemperaturen är för liten för att producera en icke-interferenssig

Rtd-ledning

I en motståndstermometer varierar motståndet med temperaturen. För att utvärdera utgångssignalen passerar en konstant ström genom den och spänningsfallet över den mäts. För denna spänningsfall följs Ohms lag, v = ir.

Mätströmmen bör vara så liten som möjligt för att undvika uppvärmning av sensorn. Man kan anse att mätströmmen på 1 ma inte kommer att introducera något uppenbart fel. Strömmen ger en spänningsfall på 0,1v i pt 100 vid 0 °C. Denna signalspänning måste nu överföras genom anslutningskab

2 ledningskretsar

En tvåkärnkabel används för anslutningen mellan termometern och utvärderingselektroniken. Precis som alla andra elektriska ledare har kabeln ett motstånd i serie med ett motståndstermometer. Som ett resultat läggs de två motståndarna ihop och elektroniken tolkar det som en temperaturökning. För längre avstånd kan linjemotstånd

Tredrådskrets

För att minimera inverkan av linje motstånd och dess fluktuation med temperatur, används vanligtvis en tre-tråds krets. Det inkluderar körning ytterligare ledningar på en av kontakterna i rtd. Detta resulterar i två mätkretsar, varav en används som en referens. 3-tråds krets kan kompensera linje motstånd

4 ledningskretsar

Den bästa anslutningsformen för motståndstermometern är 4-trådskrets. Mätningen beror varken på linjens motstånd eller temperaturinducerade förändringar. ingen linjebalansering krävs. termometern tillhandahåller mätström genom en strömanslutning. spänningsfallet på mätlinjen plockas upp av

2 lednings- sändare

Om man använder en tvåtråds sändare istället för en tvärkabel kan man undvika problemet med en tvåtråds krets som beskrivs ovan. Sändaren omvandlar sensorsignalen till en normaliserad strömsignal på 4-20 ma, vilket är proportionellt med temperaturen. Strömförsörjningen till sänd

termistorledningar

Motståndet hos en termistor är vanligtvis flera storleksordnar större än för en blytråd. Därför är effekten av blymotståndet på temperaturmätningar försumbar, medan termistorerna nästan alltid är anslutna i en tvåtrådskonfiguration.

Termokoppelledning

Till skillnad från rtds och termistorer har termoppar positiva och negativa ben, så polaritet måste iakttas. De kan anslutas direkt till den lokala 2-tråds sändaren och koppartråden kan återföras till mottagningsinstrumentet. Om mottagningsinstrumentet kan ta emot termopparinmatning direkt