Suhu adalah salah satu parameter fizikal utama. Adalah penting untuk mengukur dan mengawalnya dalam kehidupan seharian dan dalam pengeluaran. Terdapat banyak peranti khas untuk ini. Termometer rintangan adalah salah satu instrumen yang paling biasa digunakan secara aktif dalam sains dan industri. Hari ini kami akan memberitahu anda apa itu termometer rintangan, kelebihan dan kekurangannya, dan juga memahami pelbagai model.
Kandungan
Kawasan permohonan
termometer rintangan ialah peranti yang direka untuk mengukur suhu media pepejal, cecair dan gas. Ia juga digunakan untuk mengukur suhu pepejal pukal.
Termometer rintangan telah mendapat tempatnya dalam pengeluaran gas dan minyak, metalurgi, tenaga, perumahan dan perkhidmatan komunal dan banyak industri lain.
PENTING! Termometer rintangan boleh digunakan dalam kedua-dua persekitaran neutral dan agresif. Ini menyumbang kepada penyebaran peranti dalam industri kimia.
Catatan! Termokopel juga digunakan dalam industri untuk mengukur suhu, ketahui lebih lanjut tentangnya artikel kami tentang termokopel.
Jenis sensor dan ciri-cirinya
Pengukuran suhu dengan termometer rintangan dijalankan menggunakan satu atau lebih elemen penderia rintangan dan penyambung wayar, yang tersembunyi dengan selamat dalam bekas pelindung.
Pengelasan kenderaan berlaku dengan tepat mengikut jenis elemen sensitif.
Termometer rintangan logam mengikut GOST 6651-2009
mengikut GOST 6651-2009 mereka membezakan kumpulan termometer rintangan logam, iaitu, TS, yang unsur sensitifnya adalah perintang kecil yang diperbuat daripada dawai logam atau filem.
Meter Suhu Platinum
Platinum TS dianggap paling biasa antara jenis lain, jadi ia sering dipasang untuk mengawal parameter penting. Julat pengukuran suhu terletak dari -200 ° С hingga 650 ° С. Ciri ini hampir dengan fungsi linear. Salah satu jenis yang paling biasa ialah Pt100 (Pt - platinum, 100 - bermakna 100 ohm pada 0 ° C).
PENTING! Kelemahan utama peranti ini adalah kos yang tinggi kerana penggunaan logam berharga dalam komposisi.
Termometer rintangan nikel
Nikel TS hampir tidak pernah digunakan dalam pengeluaran kerana julat suhu yang sempit (dari -60 ° С hingga 180 ° С) dan kesukaran operasi, bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa ia mempunyai pekali suhu tertinggi 0.00617 °C-1.
Sebelum ini, sensor sedemikian digunakan dalam pembinaan kapal, namun kini dalam industri ini ia telah digantikan oleh kenderaan platinum.
Penderia kuprum (TCM)
Nampaknya julat penggunaan penderia tembaga adalah lebih sempit daripada penderia nikel (hanya dari -50 ° С hingga 170 ° С), tetapi, bagaimanapun, ia adalah jenis kenderaan yang lebih popular.
Rahsianya terletak pada kemurahan peranti. Elemen penderiaan kuprum adalah mudah dan tidak bersahaja dalam penggunaan, dan juga sangat baik untuk mengukur suhu rendah atau parameter yang berkaitan, seperti suhu udara di kedai.
Hayat perkhidmatan peranti sedemikian adalah pendek, bagaimanapun, dan kos purata TS tembaga tidak terlalu mahal (kira-kira 1 ribu rubel).
Termistor
Termistor ialah termometer rintangan yang unsur penderiaannya diperbuat daripada semikonduktor. Ia boleh menjadi oksida, halida atau bahan lain dengan sifat amfoterik.
Kelebihan peranti ini bukan sahaja pekali suhu tinggi, tetapi juga keupayaan untuk memberikan sebarang bentuk kepada produk masa depan (daripada tiub nipis kepada peranti beberapa mikron panjang). Sebagai peraturan, termistor direka untuk mengukur suhu dari -100 ° С hingga + 200 ° С.
Terdapat dua jenis termistor:
- termistor - mempunyai pekali rintangan suhu negatif, iaitu, dengan peningkatan suhu, rintangan berkurangan;
- posistor - mempunyai pekali rintangan suhu positif, iaitu, apabila suhu meningkat, rintangan juga meningkat.
Jadual penentukuran untuk termometer rintangan
Jadual pengijazahan ialah grid ringkasan yang membolehkan anda menentukan dengan mudah pada suhu berapa termometer akan mempunyai rintangan tertentu. Jadual sedemikian membantu pekerja instrumentasi menilai nilai suhu yang diukur mengikut nilai rintangan tertentu.
Di dalam jadual ini, terdapat sebutan kenderaan khas. Anda boleh melihat mereka di baris atas. Nombor itu bermaksud nilai rintangan sensor pada 0°C, dan huruf itu ialah logam dari mana ia dibuat.
Untuk menetapkan logam, gunakan:
- P atau Pt - platinum;
- M - tembaga;
- N - Nikel.
Sebagai contoh, 50M ialah RTD kuprum, dengan rintangan 50 ohm pada 0 ° C.
Di bawah ialah serpihan jadual penentukuran termometer.
| 50M (ohm) | 100M (Ohm) | 50P (Ohm) | 100P (Ohm) | 500P (Ohm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °C | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °C | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °C | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 °С | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 °С | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
Kelas toleransi
Kelas toleransi tidak boleh dikelirukan dengan konsep kelas ketepatan. Dengan bantuan termometer, kami tidak mengukur dan melihat hasil pengukuran secara langsung, tetapi memindahkan nilai rintangan yang sepadan dengan suhu sebenar kepada penghalang atau peranti sekunder. Itulah sebabnya konsep baru telah diperkenalkan.
Kelas toleransi ialah perbezaan antara suhu badan sebenar dan suhu yang diperoleh semasa pengukuran.
Terdapat 4 kelas ketepatan TS (daripada yang paling tepat kepada peranti dengan ralat yang lebih besar):
- AA;
- TETAPI;
- B;
- DARI.
Berikut ialah serpihan jadual kelas toleransi, anda boleh melihat versi penuh dalam GOST 6651-2009.
| Kelas ketepatan | Toleransi, °С | Julat suhu, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| TS tembaga | Platinum TS | Nikel TS | ||
| AA | ±(0.1 + 0.0017 |t|) | - | dari -50 ° С hingga +250 ° С | - |
| TAPI | ±(0.15+0.002 |t|) | dari -50 ° С hingga +120 ° С | dari -100 ° С hingga +450 ° С | - |
| AT | ±(0.3 + 0.005 |t|) | dari -50 ° С hingga +200 ° С | dari -195 ° С hingga +650 ° С | - |
| DARI | ±(0.6 + 0.01 |t|) | dari -180 ° С hingga +200 ° С | dari -195 ° С hingga +650 ° С | -60 ° С hingga +180 ° С |
Gambar rajah sambungan
Untuk mengetahui nilai rintangan, ia mesti diukur. Ini boleh dilakukan dengan memasukkannya ke dalam litar pengukur. Untuk ini, 3 jenis litar digunakan, yang berbeza dalam bilangan wayar dan ketepatan pengukuran yang dicapai:
- litar 2 wayar. Ia mengandungi bilangan wayar minimum, yang bermaksud ia adalah pilihan yang paling murah. Walau bagaimanapun, apabila memilih skema ini, tidak mungkin untuk mencapai ketepatan pengukuran yang optimum - rintangan wayar yang digunakan akan ditambah kepada rintangan termometer, yang akan memperkenalkan ralat bergantung pada panjang wayar. Dalam industri, skim sedemikian jarang digunakan. Ia digunakan hanya untuk pengukuran di mana ketepatan khas tidak penting, dan penderia terletak berdekatan dengan penukar sekunder. 2-wayar ditunjukkan dalam gambar kiri.
- Litar 3 wayar. Tidak seperti versi sebelumnya, wayar tambahan ditambahkan di sini, disambungkan sebentar ke salah satu daripada dua wayar pengukur yang lain. Matlamat utamanya ialah keupayaan untuk mendapatkan rintangan wayar yang disambungkan dan tolak nilai ini (memberi pampasan) daripada nilai yang diukur daripada penderia. Peranti sekunder, sebagai tambahan kepada ukuran utama, juga mengukur rintangan antara wayar tertutup, dengan itu memperoleh nilai rintangan wayar sambungan dari sensor ke penghalang atau sekunder. Oleh kerana wayar ditutup, nilai ini sepatutnya sifar, tetapi sebenarnya, kerana panjang wayar yang besar, nilai ini boleh mencapai beberapa ohm.Selanjutnya, ralat ini ditolak daripada nilai yang diukur, mendapatkan bacaan yang lebih tepat, disebabkan oleh pampasan rintangan wayar. Sambungan sedemikian digunakan dalam kebanyakan kes, kerana ia adalah kompromi antara ketepatan yang diperlukan dan harga yang boleh diterima. 3-wayar digambarkan dalam rajah tengah.
- Litar 4 wayar. Matlamatnya adalah sama seperti apabila menggunakan litar tiga wayar, tetapi pampasan ralat adalah pada kedua-dua petunjuk ujian. Dalam litar tiga wayar, nilai rintangan kedua-dua petunjuk ujian diandaikan sebagai nilai yang sama, tetapi sebenarnya ia mungkin berbeza sedikit. Dengan menambah satu lagi wayar keempat dalam litar empat wayar (dipendekkan kepada petunjuk ujian kedua), adalah mungkin untuk mendapatkan secara berasingan nilai rintangannya dan hampir sepenuhnya mengimbangi semua rintangan daripada wayar. Walau bagaimanapun, litar ini lebih mahal, kerana konduktor keempat diperlukan, dan oleh itu dilaksanakan sama ada dalam perusahaan dengan pembiayaan yang mencukupi, atau dalam pengukuran parameter di mana ketepatan yang lebih besar diperlukan. Skim sambungan 4-wayar anda boleh lihat pada gambar yang betul.
Catatan! Untuk sensor Pt1000, sudah berada pada sifar darjah, rintangannya ialah 1000 ohm. Anda boleh melihatnya, sebagai contoh, pada paip stim, di mana suhu yang diukur ialah 100-160 ° C, yang sepadan dengan kira-kira 1400-1600 ohm. Rintangan wayar, bergantung pada panjang, adalah kira-kira 3-4 ohm, i.e. mereka boleh dikatakan tidak menjejaskan ralat dan tidak ada gunanya menggunakan skema sambungan tiga atau empat wayar.
Kebaikan dan keburukan termometer rintangan
Seperti mana-mana instrumen, penggunaan termometer rintangan mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan. Mari kita pertimbangkan mereka.
Kelebihan:
- ciri hampir linear;
- pengukuran agak tepat (ralat tidak melebihi 1°C);
- sesetengah model adalah murah dan mudah digunakan;
- kebolehtukaran peranti;
- kestabilan kerja.
Kelemahan:
- julat ukuran kecil;
- suhu mengehadkan agak rendah ukuran;
- keperluan untuk menggunakan skim sambungan khas untuk meningkatkan ketepatan, yang meningkatkan kos pelaksanaan.
Termometer rintangan adalah peranti biasa dalam hampir semua industri. Adalah mudah untuk mengukur suhu rendah dengan peranti ini tanpa rasa takut terhadap ketepatan data yang diperolehi. Termometer tidak begitu tahan lama, bagaimanapun, harga yang berpatutan dan kemudahan menggantikan sensor menutup kelemahan kecil ini.
Artikel yang serupa:
