RTD-sensoren zijn elektronische apparaten die worden gebruikt om de temperatuur van gassen of vloeistoffen te bewaken. Ze zijn er in verschillende soorten, waaronder dunne film, koper en nikkel. Sommige typen gebruiken een referentieweerstand, terwijl andere een configuratie met drie afleidingen gebruiken. Deze sensoren zijn meestal gebaseerd op het resistieve principe en worden in veel verschillende industrieën gebruikt.
Configuratie met drie afleidingen
Het meest voorkomende type RTD-sensor is de driedraadsconfiguratie. Dit zorgt voor een goede combinatie van gemak en nauwkeurigheid. Hoewel het misschien niet nauwkeurig is voor absolute temperatuurmetingen, compenseert het voor fouten veroorzaakt door loodweerstand.
De eerste stap in een driedraadsverbinding is het meten van de weerstand van de kabels. In dit geval draagt de weerstand van de kabels bij aan de weerstand van de RTD. Als resultaat wordt de weerstand berekend die in het circuit wordt gegenereerd.
De tweede stap is het aftrekken van de weerstand van de kabels van de weerstand van de RTD om de echte RTD-uitlezing te krijgen. Dit is de beste manier om echte RTD-metingen te bereiken.
Een nadeel van deze methode is dat deze alleen effectief is voor metingen op korte afstand. Om minimale fouten te garanderen, moeten alle draden even lang zijn. Als een van de kabels korter is, is de meetfout groter.
Een ander voordeel van dit ontwerp is dat de spanningsval niet wordt beïnvloed door de kabelweerstand. De reden hiervoor is dat de veldstromen goed op elkaar zijn afgestemd. Loodweerstand kan echter een probleem zijn wanneer een grote hoeveelheid weerstand vereist is.
Ten slotte is de tweedraadsconfiguratie de gemakkelijkste van de drie. Dit is niet erg effectief bij toepassingen met hoge weerstand, maar werkt goed bij gebruik met een compensatielus.
Hoewel de tweedraadsconfiguratie de eenvoudigste is, is deze ook de minst efficiënte om de meest nauwkeurige resultaten te leveren. Voor temperatuurmetingen kan dit ontwerp u een exorbitante waarde geven vanwege de extra weerstand van de kabels.
koper of nikkel
RTD-sensoren worden gebruikt om de temperatuur te meten in verschillende industriële toepassingen. Ze zijn betrouwbaar in ruwe omgevingen. Deze instrumenten werken volgens het eenvoudige principe van het overbrengen van warmte naar een weerstand. Naarmate de warmte toeneemt, neemt ook de weerstand toe.
Afhankelijk van het type metaal dat is gebruikt om de RTD te maken, zal de verhouding tussen weerstand en temperatuur variëren. Over het algemeen geldt: hoe hoger de weerstand, hoe nauwkeuriger de meting. De nauwkeurigheid kan echter ook worden beïnvloed door de kwaliteit van de draad die wordt gebruikt om de RTD te maken.
Koper en nikkel worden vaak gebruikt in RTD-sensoren. Beide zijn relatief goedkoop en bieden een goede lineariteit en corrosiebestendigheid. In vergelijking met platina verliezen ze hun nauwkeurigheid bij hoge temperaturen.
Koper is stabieler dan nikkel. Vaak gebruikt om de wikkeltemperatuur van motoren en generatoren te meten. Platina daarentegen is immuun voor oxidatie en corrosie.
Koper is goedkoper in vergelijking met andere OTO-elementen. Dit maakt het een populaire keuze. Meestal wordt koper gebruikt voor toepassingen bij lage temperaturen en nikkel voor toepassingen bij hoge temperaturen.
Nikkel is een chemisch inert metaal. Het is een relatief goedkoop metaal dat geschikt is voor minder kritische industriële toepassingen. Het heeft een zeer smal temperatuurbereik in vergelijking met andere metalen.
De weerstandscurve voor elk metaal varieert met de zuiverheid van het metaal. Daarom is het belangrijk om componenten met een hoge weerstandsverhouding te selecteren. Een hogere R0-waarde maakt het gemakkelijker om de weerstand nauwkeurig te meten.
Platina heeft een zeer hoge temperatuurcoëfficiënt. Het kan worden geproduceerd met behulp van twee of drie draden. Hoewel platina erg duur kan zijn, is het het materiaal bij uitstek voor RTD's.
film
Dunne-film RTD-sensoren worden gebruikt om de temperatuur op verschillende gebieden te meten. Ze zijn duurzaam, robuust en een kosteneffectieve oplossing. Weerstandstypes en -groottes zijn verkrijgbaar in een grote verscheidenheid en kunnen flexibel worden ontworpen voor veel verschillende toepassingen.
Meestal wordt een dunne laag metaal op een keramisch substraat geplaatst. Het substraat wordt vervolgens micro-gecoat met een glascoating voor extra robuustheid. Bovendien wordt meestal een beschermende coating op de metalen behuizing aangebracht.
De resistieve draad wordt vervolgens gevormd tot kleine spoelen en gemonteerd in een keramisch lichaam. Dit zorgt voor minimale mechanische belasting en maakt nauwkeurige metingen mogelijk.
Platina wordt vaak gebruikt bij de constructie van RTD-sensoren. Ze staan bekend om hun hoge lineariteit, wat betekent dat de weerstandsverandering exact overeenkomt met het apparaat. De zuiverheid van het platina kan echter de nauwkeurigheid van de metingen beïnvloeden.
Koper is een ander veelgebruikt materiaal in de constructie van RTD-sensoren. Het heeft een goede lineariteit en een goede corrosieweerstand. Het heeft echter een beperkt temperatuurbereik.
Nikkel wordt ook gebruikt bij de constructie van RTD-sensoren. Nikkel heeft een goede elektrische weerstand, maar de lineariteit is matig.
Platina is de meest nauwkeurige keuze, met de grootste positieve temperatuurcoëfficiënt. Koper- en nikkelcomponenten zijn ook verkrijgbaar, maar hun weerstandsverandering is niet consistent bij hogere temperaturen.
De koude las van een RTD-sensor is meestal een metalen omhulsel van Inconel of roestvrij staal. Er zijn verschillende stekkers of jacks beschikbaar voor de koude las van de sensor. Deze zijn meestal verbonden met het sensorelement door middel van solderen of solderen.
Dunne-film RTD-sensoren kunnen worden vervaardigd met een roestvrijstalen omhulsel met een diameter van 2 mm. Deze componenten worden vervolgens afgewerkt door lasertrimmen, lassen of zeefdrukken.
Referentie weerstand
De referentieweerstand van een RTD-sensor is een belangrijk onderdeel van het temperatuurmeetsysteem. De sensor verandert de weerstand afhankelijk van de temperatuur en het apparaat meet deze weerstand om een nullastspanning te produceren. Er zijn verschillende standaardweerstandswaarden beschikbaar die variëren afhankelijk van het type RTD dat wordt gebruikt.
De meest voorkomende nominale weerstandswaarde is 100 ohm. Platina is een veelgebruikt elementair materiaal voor RTD's vanwege zijn chemische weerstand en stabiliteit. Het heeft een breed bedrijfstemperatuurbereik.
Platina is breed gestandaardiseerd en minder vatbaar voor verontreiniging. De temperatuur van het onderdeel kan echter de nauwkeurigheid van de meting beïnvloeden. Bovendien is de platinadraad zeer zuiver en heeft het een uitstekende reproduceerbaarheid van elektrische eigenschappen.
Veel toepassingen vereisen meerdere RTD's. Vanwege de complexiteit van RTD's is het belangrijk om te begrijpen hoe u ze op de juiste manier kunt aansturen.
Een van de meest gebruikelijke methoden is het gebruik van een stroombron. Dit zorgt voor een meer directe compensatie van spanningsdalingen. De interfacemethoden moeten echter worden aangepast aan de toepassing.
Een andere methode is het gebruik van een tweedraadsinterface. Twee kabels verbinden de voeding met de RTD. De kabels dragen ook bij aan de weerstand van het circuit. Deze afleidingen kunnen echter een aanzienlijke invloed hebben op de uitleesnauwkeurigheid.
Bij het kiezen van een tweedraadsinterface moet de ontwerper rekening houden met de weerstand van het sensorelement en de aansluitsnoeren. Het niet compenseren van de loodweerstand resulteert in grote meetfouten.
Bij het kiezen van een RTD-interface moet de ontwerper een systeem kiezen dat de effecten van loodweerstand kan elimineren. Sommige ontwerpen maken gebruik van een vierdraadssysteem, dat een grotere nauwkeurigheid biedt bij het elimineren van kabelweerstand.
Tolerantie standaard
Er zijn verschillende soorten tolerantienormen voor RTD-sensoren. Het kiezen van de juiste is afhankelijk van de toepassing.
De eerste stap is het definiëren van het temperatuurbereik waarin u de sensor wilt gebruiken. Meestal wordt dit bereikt door een warmteoverdrachtsmateriaal te selecteren. U moet ook rekening houden met het type sensorelement dat u gebruikt. Bepaalde soorten sensorelementen zijn nauwkeuriger dan andere.
Er zijn twee hoofdtypen draad die worden gebruikt in RTD-sensoren. Deze omvatten driedraadsverbindingen en vierdraadsverbindingen. Beide verbindingen vereisen speciale aandacht vanwege de betrokken loodweerstand.
In de meeste gevallen zijn de meest nauwkeurige RTD's de RTD's die aan een of meer van de volgende criteria voldoen. Over het algemeen geldt: hoe hoger de nauwkeurigheid, hoe duurder de sensor. Het is ook gebruikelijk om sensoren met een fractionele precisie te vinden, maar dit is niet altijd mogelijk.
Hoognauwkeurige RTD's worden vaak beschreven als een fractie van klasse B-nauwkeurigheid. Dit is een goede indicatie dat de fabrikant de oorzaak van de fout begrijpt.
Het RTD-element zelf is meestal gemaakt van platina of platina dunne film. Het heeft een temperatuurcoëfficiënt van 0,385 ohm per graad Celsius. Hoewel het voor de hand liggend lijkt, zijn er eigenlijk veel variaties in deze temperatuurcoëfficiënt.
Een van de meest gebruikte tolerantienormen voor Pt100-sensoren is de DIN-curve. Deze curve definieert de weerstands- en temperatuurkarakteristieken van de 100 O-sensor.
Elektromagnetische stroommeters
We hebben geavanceerde en complete eersteklas testapparatuur in de branche, fysieke testlaboratoria, automatische drukkalibratieapparatuur, automatische temperatuurkalibratieapparatuur, enz. De bovenstaande apparatuur kan volledig zorgen voor de levering van uiterst nauwkeurige eindproducten aan klanten, en kan ervoor zorgen dat klanten kunnen voldoen aan algemene testvereisten voor fysische en chemische eigenschappen van materialen, zeer nauwkeurige geometrische dimensietesten, enz.
Elektromagnetische stroommeters
We hebben geavanceerde en complete eersteklas testapparatuur in de branche, fysieke testlaboratoria, automatische drukkalibratieapparatuur, automatische temperatuurkalibratieapparatuur, enz. De bovenstaande apparatuur kan volledig zorgen voor de levering van uiterst nauwkeurige eindproducten aan klanten, en kan ervoor zorgen dat klanten kunnen voldoen aan algemene testvereisten voor fysische en chemische eigenschappen van materialen, zeer nauwkeurige geometrische dimensietesten, enz.
