سنسور RTD

خرید انواع سنسور RTD

سنسور RTD: عبارت RTD مخفف (Resistance Temperature Detector) و وسیله ای فوق العاده کاربردی بوده که جزو زیر مجموعه سنسورهای دما محسوب می گردد. RTD ها از یک رشته سیم ظریف که به دور یک هسته سرامیکی یا شیشه ای پیچیده شده است، تشکیل شده اند.

شرکت آروان صنعت هیراد، به عنوان یکی از برترین و حرفه ای ترین تولید کنندگان سنسورهای دما در ایران، انواع و اقسام این تجهیزات را با ضمانت و خدمات پس از فروش به شما عزیزان ارائه می کند.

در ادامه به بررسی جامع این سنسورها می پردازیم و درباره این سنسورها اطلاعات زیادی به شما عزیزان خواهیم داد.

RTD ها چگونه کار می کنند؟

RTD ها از یک رشته سیم مقاومتی و سیم های مسی عایق بندی شده، تشکیل شده اند که متداول ترین نوع آن ها 2 سیم است. البته انواع 3 یا 4 سیم هم وجود دارند که متناسب با کاربرد یا محیطی که می خواهید از تجهیز استفاده کنید، مورد استفاده قرار می گیرند.

حسگرها یا سنسورهای RTD بر طبق یک اصل اساسی کار می کنند.  “با افزایش دمای فلز، مقاومت نیز افزایش خواهد یافت”. یک جریان الکتریکی از سنسور عبور داده شده و از رشته سیم های داخل سنسور به منظور اندازه گیری مقاومت جریان عبوری استفاده می گردد. با افزایش دمای رشته سیم، مقاومت الکتریکی افزایش پیدا خواهد کرد.

مقاومت براساس واحد اهم اندازه گیری می شود. همچنین مقدار مقاومت را می توان به دما تبدیل کرد. رابطه مقاومت در برابر دما کاملاً مشخص بوده و با گذشت زمان مجدداً تکرار می شود. سنسور مقاومتی RTD کنش پذیر بوده و به خودی خود خروجی تولید نمی کند.

لازم به ذکر است که میزان زمان پاسخ دهی معمولی برای RTD ها بین 0.5 تا 5 ثانیه است.

RTD ها بر روی ارتباط بین فلزات و دما کار می کنند. از تجهیزات الکترونیکی به منظور اندازه گیری مقاومت سنسور با عبور جریان الکتریکی کم از سنسور برای تولید ولتاژ استفاده می شود. به طور کلی اندازه گیری جریان 1 میلی آمپر و کمتر، حداکثر میزان 5 میلی آمپر بدون مشکل گرم شدن را به همراه دارد.

برای خرید انواع سنسورهای دمای RTD با شرکت آروان صنعت هیراد تماس بگیرید.

RTD ها چندین منحنی مرسوم و میزان قدرت تحمل مشخص دارند. متداولترین و مرسوم ترین منحنی، منحنی استاندارد “DIN” است. این منحنی بیان کننده مقاومت در برابر مشخصات دمایی یک پلاتین، سنسور 100 اهمی، تلورانس استاندارد و دامنه دما قابل اندازه گیری است.

در اصل، استاندارد DIN مقاومت پایه 100 اهم در 0 درجه سانتیگراد و ضریب دما 0.00385 (Ohm/Ohm/°C) را مشخص می کند.

همچنین 3 کلاس برای میزان قدرت تحمل برای DIN RTDs وجود دارد که به شرح زیر هستند:

  1. DIN Class A: ±(0.15 + .002 |T|°C)
  2. DIN Class B: ±(0.3 + .005 |T|°C)
  3. DIN Class C: ±(1.2 + .005 |T|°C)
Degrees 0°C
0 100.00
10 103.90
20 107.79
30 111.67
40 115.54
50 119.40
60 123.24
70 127.07
80 130.89
90 134.70
100 138.50

انواع سنسور RTD از لحاظ سیم مغزی

RTD ها از لحاظ سیم مغزی دارای 3 نوع اصلی هستند:

  1. با سنسور یا مغزی داخلی فیلمی
  2. با سنسور یا مغزی داخلی سرامیکی
  3. با سنسور یا مغزی داخلی شیشه ای

انواع RTD از لحاظ نوع جنس

هنگام تصمیم گیری درباره نوع جنس RTD، ابتدا بایستی در نظر بگیرید با چه ابزاری قصد دارید سنسور را بخوانید. نوع جنس RTD ای که انتخاب می کنید، باید با ورودی حسگر ابزارتان سازگار باشد. در حال حاضر متداول ترین نوع RTD ها 100 اهم پلاتینی با ضریب دمای 0.00385 است. پلاتین به دلایل زیر در RTD ها مورد استفاده قرار می گیرد:

  1. بی اثر بودن شیمیایی
  2. رابطه مقاومت و دما تقریباً خطی است
  3. پایداری (به این دلیل که مقاومت در برابر دما با گذشت زمان زیاد تغییر نمی کند)
  4. ضریب دمای مقاومت که به اندازه کافی بالاست و به راحتی قابل اندازه گیری است.

سایر فلزات، کمتر به عنوان عناصر مقاومت در RTD استفاده می شود که عبارتند از:نیکل، مس و بالکو.

Element Type Base Resistance in Ohms TCR (Ohm/Ohm/°C)
Platinum 100 Ohms at 0°C 00385.
Platinum 100 Ohms at 0°C 00392.
Platinum 100 Ohms at 0°C 00375.
Nickel 120 Ohms at 0°C 00672.
Copper 10 Ohms at 25°C 00427.

کاربردهای استفاده از RTD

سنسورهای مقاومتی RTD در بسیاری از صنایع نظیر: صنایع خودروسازی، صنایع دریایی، صنایع مس، آهن و بسیاری از صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. امروزه این نوع از حسگرهای دما

دقت سنسورهای RTD

در مرحله دوم بایستی تصمیم بگیرید که میزان دقت اندازه گیری موردنیاز، چقدر است. دقت، ترکیبی از میزان تحمل مقاومت پایه (میزان تحمل مقاومت در دمای کالیبراسیون) و ضریب دما تحمل مقاومت (تحمل در شیب مشخص) است. هر چه میزان دما، بالاتر و پایین تر از دمای مشخص شده باشد، قدرت تحمل بالتر یا دقت کمتری دارد. (نمودار زیر را مشاهده کنید) متداول ترین دمای کالیبراسیون، 0 درجه سانتیگراد است.

نمودار مقاومت در برابر دما (RTD)
نمودار مقاومت در برابر دما (RTD)
دقت استاندارد Platinum RTD
دقت استاندارد Platinum RTD

اتصالات سنسورهای RTD چیست

RTD ها در تعداد رشته های سیم متفاوتند. رایج ترین اتصالات این سنسورها به صورت 3 سیمه هستند. در شکل زیر می توانید شماتیک اتصالات رشته سیم ها را مشاهده نمایید:

اتصالات رشته سیم های RTD
اتصالات رشته سیم های RTD

از سنسورهای دو سیمه به طور معمول در مواردی استفاده می گردد که در آن کاربرد دقت اولویت ندارد. پیکربندی دو سیم، ساده ترین روش اندازه گیری را برای شما ممکن می سازد، اما به دلیل مقاومت رشته سیم های سنسور، منجر به دقت پایین خواهد شد. در پیکربندی های دو سیم، هیچ راه مستقیمی برای جبران مقاومت سیم های اتصال که باعث افزایش جبران در میزان اندازه گیری شود، وجود ندارد.

سنسورهای مقاومتی 3 سیمه با یک حلقه جبران ساز طراحی و ساخته شده اند که اجازه می دهد اندازه گیری مقاومت رشته سیم های اتصال به راحتی انجام بگیرد. به وسیله این پیکربندی، (دستگاه کنترل کننده / سنجش) دو اندازه گیری را انجام می دهد که به شرح زیر می باشد:

  1. اولین اندازه گیری، میزان کل مقاومت سنسور  و سیم های اتصال است.
  2. دومین اندازه گیری، مقاومت حلقه جبران ساز سنسور است.

با کم کردن مقاومت حلقه جبران ساز از مقاومت کل، مقاومت خالص برای محاسبه تعیین می شود. حسگرهای RTD سه سیمه جزو محبوب ترین و پراستفاده ترین حسگرها محسوب شده که دقت بالا و کارایی فوق العاده ای را برای شما به ارمغان می آورند.

پیکربندی و اندازه گیری حسگرهای 4 سیمه باعث می شود مقاومت حسگر بدون تأثیر رشته سیم های اتصال اندازه گیری شود. در حالیکه این نوع از حسگرها بهترین دقت را ارائه می دهند، بسیاری از تجهیزات کنترل کننده صنعتی و تجهیزات اندازه گیری، نمی توانند به طور دقیق میزان اندازه گیری 4 سیم را نمایش دهند.

انتقال از رشته سیم های اتصال سنسور به سیم های میدان، معمولاً در یک هد اتصال که به حسگر متصل است، انجام می شود. همچنین بلوک های ترمینال به منظور تسهیل اتصال، مورد استفاده قرار می گیرند.

اثرات رشته سیم های سنسور

سنجش یا اندازه گیری میزان دما با (RTD) برای اندازه گیری مقاومت بسیار اهمیت دارد. از پل وتستون نامتعادل به منظور اندازه گیری مقاومت بطور ثابت استفاده می گردد. همچنین هنگام سنجش مقاومت حسگر، بایستی کلیه عوامل خارجی را به حداقل رساند یا جبران کرد تا نتیجه دقیق حاصل شود.

یکی از دلایلی که می تواند باعث بروز خطا شود، مقاومت رشته سیم های اتصال به ویژه در پیکربندی رشته سیم های دوتایی است.

پیکربندی رشته سیم های مقاومت
پیکربندی رشته سیم های مقاومت

میزان مقاومت نهایی، بستگی به رشته سیم های داخلی و بیرونی دارد. بنابراین بازخوانی نهایی، مجموع رشته سیم های داخلی و سیم رابط دنباله است. سنسور RTD دو سیم ممکن است زمانیکه دما را سنجش می کند سیم داخلی مقاومت بالایی داشته، اما سیم های رابط دنباله مقاومت پایینی دارند.

زمانیکه مقاومت رشته سیم های بیرونی زیاد شود، باید جبران شود. در این صورت بایستی از RTD های 3 سیم استفاده کرد. همانطور که در دیاگرام زیر نشان داده شده است، اگر L3 که از یک طرف به منبع تغذیه متصل شده است قطع کنیم، L1 و L2 که در پل متقابل قرار گرفته اند L3 را خنثی کرده و در نتیجه هیچ تأثیری بر روی ولتاژ خروجی نخواهد داشت.

بنابراین RTD های سه سیم توصیه می شوند، زمانیکه رشته سیم های داخلی مقاومت کمی دارند، در این زمان از سیم دنباله کوتاه استفاده کنید که این روش تأثیر زیادی در دقت نهایی دارد.

نکته مهم: رنگبندی سیم‌های RTDها در استاندارد IEC 60751-2008 مشخص شده‌است.

مقایسه سنسورهای ترموکوپل با سنسورهای RTD

  • تفاوت در بازه دمایی (ترموکوپل ها دامنه دمایی وسیع تری نسبت به RTD ها دارند).
  • خروجی ترموکوپل با RTD متفاوت است (خروجی RTD از نوع مقاومتی و خروجی ترموکوپل به صورت ولتاژی است).
  • RTD ها دقت اندازه گیری بالاتری نسبت به سنسورهای Thermocouple دارند.
  • ترموکوپل ها معمولاً 2 سیمه ولی سنسورهای RTD به صورت های 2،3 و 4 سیمه هستند.
  • قیمت ترموکوپل ها ارزانتر از RTD ها است.

سنسورهای دمای RTD را از کجا بخریم؟

شرکت آروان صنعت هیراد به عنوان یکی از شرکت های معتبر در زمینه تولید انواع سنسورهای RTD، تمامی محصولات خود را با ضمانت و خدمات پس از فروش به شما عزیزان ارائه می کند. برای کسب مشاوره رایگان و تخصصی و خرید سنسورها، کافیست با شرکت تماس گرفته و با کارشناسان ما مشورت نمایید.

×

سلام!
ارتباط از طریق ایمیل:
sales@arvansanat.com

×