Temperaturen är en av de viktigaste fysiska parametrarna. Det är viktigt att mäta och kontrollera det både i vardagen och i produktionen. Det finns många speciella enheter för detta. Motståndstermometern är ett av de vanligaste instrumenten som aktivt används inom vetenskap och industri. Idag kommer vi att berätta vad en motståndstermometer är, dess fördelar och nackdelar, och också förstå de olika modellerna.
Innehåll
Applikationsområde
motståndstermometer är en anordning utformad för att mäta temperaturen hos fasta, flytande och gasformiga medier. Det används också för att mäta temperaturen på fasta ämnen.
Motståndstermometern har hittat sin plats inom gas- och oljeproduktion, metallurgi, energi, bostäder och kommunala tjänster och många andra industrier.
VIKTIG! Motståndstermometrar kan användas i både neutrala och aggressiva miljöer. Detta bidrar till spridningen av enheten i den kemiska industrin.
Notera! Termoelement används även inom industrin för att mäta temperaturer, lär dig mer om dem från vår artikel om termoelement.
Typer av sensorer och deras egenskaper
Temperaturmätning med en motståndstermometer utförs med hjälp av ett eller flera motståndsavkännande element och anslutning ledningar, som är säkert gömda i ett skyddsfodral.
Klassificeringen av fordonet sker exakt efter typen av det känsliga elementet.
Metallmotståndstermometer enligt GOST 6651-2009
Enligt GOST 6651-2009 de särskiljer en grupp metallmotståndstermometrar, det vill säga TS, vars känsliga element är ett litet motstånd gjord av metalltråd eller film.
Platina temperaturmätare
Platinum TS anses vara den vanligaste bland andra typer, så de installeras ofta för att kontrollera viktiga parametrar. Temperaturmätområdet ligger från -200 °С till 650 °С. Karakteristiken är nära en linjär funktion. En av de vanligaste typerna är Pt100 (Pt - platina, 100 - betyder 100 ohm vid 0 ° C).
VIKTIG! Den största nackdelen med denna enhet är den höga kostnaden på grund av användningen av ädelmetall i kompositionen.
Nickelmotståndstermometrar
Nickel TS används nästan aldrig i produktionen på grund av det smala temperaturområdet (från -60 °С till 180 °С) och driftssvårigheter bör det dock noteras att de har den högsta temperaturkoefficienten 0,00617 °C-1.
Tidigare användes sådana sensorer inom varvsindustrin, men nu har de i denna industri ersatts av platinafordon.
Kopparsensorer (TCM)
Det verkar som att användningsområdet för kopparsensorer är ännu snävare än för nickel (endast från -50 °С till 170 °С), men ändå är de den mer populära typen av fordon.
Hemligheten ligger i enhetens billighet. Kopparavkänningselement är enkla och opretentiösa i användning och är även utmärkta för att mäta låga temperaturer eller relaterade parametrar, såsom lufttemperaturen i butiken.
Livslängden för en sådan enhet är dock kort, och den genomsnittliga kostnaden för en koppar TS är inte för dyr (cirka 1 tusen rubel).
Termistorer
Termistorer är motståndstermometrar vars avkänningselement är tillverkat av en halvledare. Det kan vara en oxid, en halogenid eller andra ämnen med amfotära egenskaper.
Fördelen med denna enhet är inte bara en hög temperaturkoefficient, utan också förmågan att ge någon form åt den framtida produkten (från ett tunt rör till en apparat som är några mikrometer lång). Som regel är termistorer utformade för att mäta temperatur från -100 °С till +200 °С.
Det finns två typer av termistorer:
- termistorer - har en negativ temperaturkoefficient för motstånd, det vill säga med en ökning av temperaturen minskar motståndet;
- posister - har en positiv temperaturkoefficient för motstånd, det vill säga när temperaturen ökar så ökar också motståndet.
Kalibreringstabeller för motståndstermometrar
Graderingstabeller är ett sammanfattande rutnät med vilket du enkelt kan bestämma vid vilken temperatur termometern kommer att ha ett visst motstånd. Sådana tabeller hjälper instrumenteringsarbetare att utvärdera värdet på den uppmätta temperaturen enligt ett visst motståndsvärde.
Inom denna tabell finns särskilda fordonsbeteckningar. Du kan se dem på den översta raden. Siffran betyder sensorns motståndsvärde vid 0°C, och bokstaven är den metall som den är gjord av.
För att beteckna metall, använd:
- P eller Pt - platina;
- M - koppar;
- N - Nickel.
Till exempel är 50M en koppar-RTD, med ett motstånd på 50 ohm vid 0 ° C.
Nedan är ett fragment av kalibreringstabellen för termometrar.
| 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 |
Toleransklass
Toleransklassen ska inte förväxlas med begreppet noggrannhetsklass. Med hjälp av en termometer mäter och ser vi inte mätresultatet direkt, utan överför resistansvärdet motsvarande den faktiska temperaturen till barriärerna eller sekundära enheter. Därför har ett nytt koncept introducerats.
Toleransklassen är skillnaden mellan den faktiska kroppstemperaturen och den temperatur som erhölls under mätningen.
Det finns 4 klasser av TS-noggrannhet (från de mest exakta till enheter med större fel):
- AA;
- MEN;
- B;
- FRÅN.
Här är ett fragment av tabellen över toleransklasser, du kan se den fullständiga versionen i GOST 6651-2009.
| Noggrannhetsklass | Tolerans, °С | Temperaturområde, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Koppar TS | Platina TS | Nickel TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | från -50 °С till +250 °С | - |
| MEN | ±(0,15+0,002 |t|) | från -50 °С till +120 °С | från -100 °С till +450 °С | - |
| PÅ | ±(0,3 + 0,005 |t|) | från -50 °С till +200 °С | från -195 °С till +650 °С | - |
| FRÅN | ±(0,6 + 0,01 |t|) | från -180 °С till +200 °С | från -195 °С till +650 °С | -60 °С till +180 °С |
Kopplingsschema
För att ta reda på resistansvärdet måste det mätas. Detta kan göras genom att inkludera det i mätkretsen. För detta används 3 typer av kretsar, som skiljer sig åt i antalet ledningar och den uppnådda mätnoggrannheten:
- 2-trådskrets. Den innehåller ett minsta antal ledningar, vilket betyder att det är det billigaste alternativet. Men när du väljer detta schema kommer det inte att vara möjligt att uppnå optimal mätnoggrannhet - motståndet hos de använda ledningarna kommer att läggas till termometerns motstånd, vilket kommer att introducera ett fel beroende på längden på ledningarna. Inom industrin används ett sådant system sällan. Den används endast för mätningar där speciell noggrannhet inte är viktig, och sensorn är placerad i närheten av den sekundära omvandlaren. 2-tråd visas i den vänstra bilden.
- 3-trådskrets. Till skillnad från den tidigare versionen, läggs en extra tråd till här, kort ansluten till en av de andra två mätande. Dess huvudsakliga mål är förmågan att få motståndet hos de anslutna ledningarna och subtrahera detta värde (kompensera) från det uppmätta värdet från sensorn. Den sekundära enheten, förutom huvudmätningen, mäter dessutom resistansen mellan slutna ledningar och erhåller därigenom värdet på resistansen för anslutningstrådarna från sensorn till barriären eller sekundären. Eftersom ledningarna är stängda bör detta värde vara noll, men faktiskt, på grund av den stora längden på ledningarna, kan detta värde nå flera ohm.Vidare subtraheras detta fel från det uppmätta värdet, vilket ger mer exakta avläsningar, på grund av kompensationen av ledningarnas resistans. En sådan anslutning används i de flesta fall, eftersom det är en kompromiss mellan erforderlig noggrannhet och ett acceptabelt pris. 3-tråd avbildad i den centrala figuren.
- 4-trådskrets. Målet är detsamma som vid användning av tretrådskretsen, men felkompensationen finns på båda testkablarna. I en tretrådskrets antas resistansvärdet för båda testledningarna vara samma värde, men i själva verket kan det skilja sig något. Genom att lägga till ytterligare en fjärde tråd i en fyrtrådskrets (kortsluten till den andra testledningen), är det möjligt att separat erhålla dess motståndsvärde och nästan helt kompensera för allt motstånd från ledningarna. Denna krets är dock dyrare, eftersom en fjärde ledare krävs, och därför implementeras antingen i företag med tillräcklig finansiering eller vid mätning av parametrar där större noggrannhet behövs. 4-tråds anslutningsschema du kan se på den högra bilden.
Notera! För en Pt1000-sensor, redan vid noll grader, är motståndet 1000 ohm. Du kan se dem till exempel på ett ångrör, där den uppmätta temperaturen är 100-160 ° C, vilket motsvarar cirka 1400-1600 ohm. Ledningarnas resistans, beroende på längden, är cirka 3-4 ohm, d.v.s. de påverkar praktiskt taget inte felet och det finns ingen mening med att använda ett anslutningsschema med tre eller fyra trådar.
Fördelar och nackdelar med motståndstermometrar
Liksom alla instrument har användningen av motståndstermometrar ett antal fördelar och nackdelar. Låt oss överväga dem.
Fördelar:
- nästan linjär karaktäristik;
- mätningarna är ganska exakta (fel inte mer än 1°С);
- vissa modeller är billiga och lätta att använda;
- utbytbarhet av enheter;
- arbetsstabilitet.
Brister:
- litet mätområde;
- ganska låg begränsande temperatur för mätningar;
- behovet av att använda speciella anslutningsscheman för ökad noggrannhet, vilket ökar kostnaden för genomförandet.
En motståndstermometer är en vanlig enhet i nästan alla branscher. Det är bekvämt att mäta låga temperaturer med denna enhet utan rädsla för noggrannheten i de erhållna uppgifterna. Termometern är inte särskilt hållbar, men det rimliga priset och enkelheten att byta ut sensorn täcker denna lilla nackdel.
Liknande artiklar:
