RTD-sensorer er elektroniske enheder, der bruges til at overvåge temperaturen på gasser eller væsker. De kommer i forskellige typer, herunder tyndfilm, kobber og nikkel. Nogle typer bruger en referencemodstand, mens andre bruger en tre-afledningskonfiguration. Disse sensorer er normalt baseret på det resistive princip og bruges i mange forskellige industrier.
Tre-afledningskonfiguration
Den mest almindelige type RTD-sensor er tretrådskonfigurationen. Dette giver en god kombination af bekvemmelighed og nøjagtighed. Selvom det muligvis ikke er nøjagtigt for absolutte temperaturmålinger, kompenserer det for fejl forårsaget af ledningsmodstand.
Det første trin i en tre-leder forbindelse er at måle ledningernes modstand. I dette tilfælde øges modstanden af ledningerne til modstanden af RTD. Som et resultat beregnes modstanden genereret i kredsløbet.
Det andet trin er at trække modstanden af ledningerne fra modstanden af RTD'en for at få den sande RTD-aflæsning. Dette er den bedste måde at opnå ægte FTU-målinger på.
En ulempe ved denne metode er, at den kun er effektiv til kortdistancemålinger. For at sikre minimal fejl skal alle ledninger være lige lange. Hvis en af ledningerne er kortere, vil målefejlen være større.
En anden fordel ved dette design er, at spændingsfaldet ikke påvirkes af blymodstand. Grunden til dette er, at feltstrømmene er godt afstemt. Imidlertid kan blymodstand være et problem, når der kræves en stor mængde modstand.
Endelig er to-leder-konfigurationen den nemmeste af de tre. Dette er ikke særlig effektivt i applikationer med høj modstand, men fungerer godt, når det bruges med en kompensationsløkke.
Selvom to-leder-konfigurationen er den enkleste, er den også den mindst effektive til at give de mest nøjagtige resultater. Til temperaturmålinger kan dette design give dig en ublu aflæsning på grund af ledningernes ekstra modstand.
kobber eller nikkel
RTD-sensorer bruges til at måle temperatur i forskellige industrielle applikationer. De er pålidelige i barske miljøer. Disse instrumenter arbejder efter det simple princip at overføre varme til en modstand. Når varmen stiger, øges modstanden også.
Afhængigt af den type metal, der bruges til at fremstille RTD'en, vil forholdet mellem modstand og temperatur variere. Generelt gælder det, at jo højere modstand, jo mere nøjagtig er aflæsningen. Nøjagtigheden kan dog også påvirkes af kvaliteten af den ledning, der bruges til at fremstille RTD'en.
Kobber og nikkel er almindeligt anvendt i RTD-sensorer. Begge er relativt billige og tilbyder god linearitet og korrosionsbestandighed. Sammenlignet med platin mister de deres nøjagtighed ved høje temperaturer.
Kobber er mere stabilt end nikkel. Almindeligvis brugt til at måle viklingstemperaturen på motorer og generatorer. Platin er på den anden side immun over for oxidation og korrosion.
Kobber er billigere sammenlignet med andre FTU-elementer. Dette gør det til et populært valg. Typisk bruges kobber til lavtemperaturapplikationer og nikkel til højtemperaturapplikationer.
Nikkel er et kemisk inert metal. Det er et relativt billigt metal, der er velegnet til mindre kritiske industrielle applikationer. Det har et meget snævert temperaturområde sammenlignet med andre metaller.
Modstandskurven for hvert metal varierer med metallets renhed. Derfor er det vigtigt at vælge komponenter med et højt modstandsforhold. En højere R0-værdi vil gøre det lettere at måle modstand nøjagtigt.
Platin har en meget høj temperaturkoefficient. Det kan fremstilles ved hjælp af to eller tre ledninger. Selvom platin kan være meget dyrt, er det det foretrukne materiale til FTU'er.
film
Tyndfilms RTD-sensorer bruges til at måle temperatur i forskellige felter. De er holdbare, robuste og en omkostningseffektiv løsning. Modstandstyper og -størrelser fås i en bred vifte og kan designes fleksibelt til mange forskellige applikationer.
Typisk placeres et tyndt lag metal på et keramisk underlag. Underlaget er derefter mikrocoatet med en glasbelægning for ekstra robusthed. Derudover påføres normalt en beskyttende belægning på metalhuset.
Den resistive ledning formes derefter til små spoler og monteres i et keramisk legeme. Dette giver minimal mekanisk belastning og muliggør nøjagtige målinger.
Platin er almindeligt anvendt i konstruktionen af RTD-sensorer. De er kendt for deres høje linearitet, hvilket betyder, at ændringen i modstanden nøjagtigt matcher enheden. Men platinets renhed kan påvirke nøjagtigheden af aflæsningerne.
Kobber er et andet almindeligt anvendt materiale i RTD-sensorkonstruktion. Det har god linearitet og god korrosionsbestandighed. Den har dog et begrænset temperaturområde.
Nikkel bruges også i konstruktionen af RTD-sensorer. Nikkel har god elektrisk modstand, men dens linearitet er moderat.
Platin er det mest nøjagtige valg med den største positive temperaturkoefficient. Kobber- og nikkelkomponenter er også tilgængelige, men deres modstandsændring er ikke konsistent ved højere temperaturer.
Den kolde forbindelse af en RTD-sensor er normalt en metalkappe lavet af Inconel eller rustfrit stål. Forskellige stik eller jackstik er tilgængelige til sensorens kolde forbindelse. Disse er normalt forbundet til følerelementet ved hjælp af lodning eller lodning.
Tyndfilms RTD-sensorer kan fremstilles med en 2 mm diameter rustfri stålkappe. Disse komponenter færdiggøres derefter ved lasertrimning, svejsning eller serigrafi.
Referencemodstand
Referencemodstanden for en RTD-sensor er en vigtig del af temperaturmålesystemet. Sensoren ændrer modstand i henhold til temperatur, og enheden måler denne modstand for at producere en åben kredsløbsspænding. Der er flere standardmodstandsværdier tilgængelige, som varierer afhængigt af den anvendte type RTD.
Den mest almindelige nominelle modstandsværdi er 100 ohm. Platin er et almindeligt elementært materiale til RTD'er på grund af dets kemiske resistens og stabilitet. Den har et bredt driftstemperaturområde.
Platin er bredt standardiseret og mindre modtageligt for forurening. Temperaturen på komponenten kan dog påvirke målingens nøjagtighed. Derudover er platintråden meget ren og har fremragende reproducerbarhed af elektriske egenskaber.
Mange applikationer kræver flere RTD'er. På grund af kompleksiteten af FTU'er er det vigtigt at forstå, hvordan man kører dem korrekt.
En af de mest almindelige metoder er at bruge en strømkilde. Dette giver mulighed for en mere direkte kompensation af spændingsfald. Interfacemetoderne skal dog tilpasses applikationen.
En anden metode er at bruge en to-leder interface. To ledninger forbinder strømforsyningen til RTD'en. Ledningerne bidrager også til kredsløbets modstand. Disse ledninger kan dog have en betydelig indflydelse på udlæsningsnøjagtigheden.
Når du vælger en to-leder interface, skal designeren overveje modstanden af følerelementet og forbindelsesledninger. Manglende kompensation for ledningsmodstand resulterer i store fejl i aflæsningerne.
Når designeren beslutter sig for en RTD-grænseflade, bør designeren vælge et system, der kan eliminere virkningerne af blymodstand. Nogle designs bruger et fire-trådssystem, som giver større nøjagtighed til at eliminere blymodstand.
Tolerance standard
Der findes flere forskellige typer tolerancestandarder for RTD-sensorer. At vælge den rigtige afhænger af applikationen.
Det første trin er at definere det temperaturområde, som du planlægger at bruge sensoren i. Oftest opnås dette ved at vælge et varmeoverførselsmateriale. Du skal også overveje, hvilken type sensorelement du bruger. Visse typer føleelementer er mere nøjagtige end andre.
Der er to hovedtyper af ledninger, der bruges i RTD-sensorer. Disse omfatter tre-leder forbindelser og fire-leder forbindelser. Begge forbindelser kræver særlig overvejelse på grund af den involverede ledningsmodstand.
I de fleste tilfælde er de mest nøjagtige FTU'er dem, der opfylder et eller flere af følgende kriterier. Generelt gælder det, at jo højere nøjagtighed, jo dyrere er sensoren. Det er også almindeligt at finde sensorer med fraktioneret præcision, men det er ikke altid muligt.
RTD'er med høj nøjagtighed beskrives ofte som en brøkdel af klasse B-nøjagtighed. Dette er en god indikation på, at producenten forstår kilden til fejlen.
Selve RTD-elementet er normalt lavet af platin eller platin tynd film. Den har en temperaturkoefficient på 0,385 ohm pr. grad Celsius. Selvom det kan virke indlysende, er der faktisk mange variationer i denne temperaturkoefficient.
En af de mest almindeligt anvendte tolerancestandarder for Pt100-sensorer er DIN-kurven. Denne kurve definerer modstands- og temperaturkarakteristika for 100 O-sensoren.
Elektromagnetiske flowmålere
Vi har avanceret og komplet top-notch testudstyr i industrien, fysiske testlaboratorier, automatisk trykkalibreringsudstyr, automatisk temperaturkalibreringsudstyr osv. Ovenstående udstyr kan fuldt ud sikre levering af højpræcisions slutprodukter til kunderne, og kan sikre at kunder kan opfylde alsidige testkrav til materialers fysiske og kemiske egenskaber, højpræcisions geometrisk dimensionstest osv.
Elektromagnetiske flowmålere
Vi har avanceret og komplet top-notch testudstyr i industrien, fysiske testlaboratorier, automatisk trykkalibreringsudstyr, automatisk temperaturkalibreringsudstyr osv. Ovenstående udstyr kan fuldt ud sikre levering af højpræcisions slutprodukter til kunderne, og kan sikre at kunder kan opfylde alsidige testkrav til materialers fysiske og kemiske egenskaber, højpræcisions geometrisk dimensionstest osv.
