Temperatur er en af de vigtigste fysiske parametre. Det er vigtigt at måle og kontrollere det både i hverdagen og i produktionen. Der er mange specielle enheder til dette. Modstandstermometeret er et af de mest almindelige instrumenter, der aktivt bruges i videnskab og industri. I dag vil vi fortælle dig, hvad et modstandstermometer er, dets fordele og ulemper og også forstå de forskellige modeller.
Indhold
Anvendelsesområde
modstand termometer er en enhed designet til at måle temperaturen af faste, flydende og gasformige medier. Det bruges også til at måle temperaturen på faste stoffer.
Modstandstermometeret har fundet sin plads i gas- og olieproduktion, metallurgi, energi, boliger og kommunale tjenester og mange andre industrier.
VIGTIG! Modstandstermometre kan bruges i både neutrale og aggressive miljøer. Dette bidrager til udbredelsen af enheden i den kemiske industri.
Bemærk! Termoelementer bruges også i industrien til at måle temperaturer, lær mere om dem fra vores artikel om termoelementer.
Typer af sensorer og deres egenskaber
Temperaturmåling med et modstandstermometer udføres ved hjælp af et eller flere modstandsfølende elementer og tilslutning ledninger, som er sikkert skjult i et beskyttende etui.
Klassificeringen af køretøjet sker præcist efter typen af det følsomme element.
Metalmodstandstermometer i henhold til GOST 6651-2009
Ifølge GOST 6651-2009 de skelner mellem en gruppe metalmodstandstermometre, det vil sige TS, hvis følsomme element er en lille modstand lavet af metaltråd eller -film.
Platin temperaturmålere
Platinum TS betragtes som de mest almindelige blandt andre typer, så de er ofte installeret for at kontrollere vigtige parametre. Temperaturmåleområdet ligger fra -200 °С til 650 °С. Karakteristikken er tæt på en lineær funktion. En af de mest almindelige typer er Pt100 (Pt - platin, 100 - betyder 100 ohm ved 0 ° C).
VIGTIG! Den største ulempe ved denne enhed er de høje omkostninger på grund af brugen af ædle metaller i sammensætningen.
Nikkelmodstandstermometre
Nikkel TS bruges næsten aldrig i produktionen på grund af det snævre temperaturområde (fra -60 °С til 180 °С) og driftsmæssige vanskeligheder, skal det dog bemærkes, at de har den højeste temperaturkoefficient 0,00617 °C-1.
Tidligere blev sådanne sensorer brugt i skibsbygning, men nu i denne industri er de blevet erstattet af platin-køretøjer.
Kobbersensorer (TCM)
Det ser ud til, at anvendelsesområdet for kobbersensorer er endnu snævrere end for nikkelsensorer (kun fra -50 °С til 170 °С), men ikke desto mindre er de den mere populære type køretøj.
Hemmeligheden ligger i enhedens billighed. Kobberfølerelementer er enkle og uhøjtidelige i brug og er også fremragende til måling af lave temperaturer eller relaterede parametre, såsom lufttemperaturen i butikken.
Levetiden for en sådan enhed er imidlertid kort, og den gennemsnitlige pris for en kobber TS er ikke for dyr (omkring 1 tusind rubler).
Termistorer
Termistorer er modstandstermometre, hvis føleelement er lavet af en halvleder. Det kan være et oxid, et halogenid eller andre stoffer med amfotere egenskaber.
Fordelen ved denne enhed er ikke kun en høj temperaturkoefficient, men også evnen til at give enhver form til det fremtidige produkt (fra et tyndt rør til et apparat på et par mikrometer langt). Som regel er termistorer designet til at måle temperatur fra -100 °С til +200 °С.
Der er to typer termistorer:
- termistorer - har en negativ temperaturkoefficient for modstand, det vil sige med en stigning i temperaturen falder modstanden;
- stillere - have en positiv temperaturkoefficient for modstand, det vil sige, at når temperaturen stiger, stiger modstanden også.
Kalibreringstabeller for modstandstermometre
Gradueringstabeller er et oversigtsgitter, hvormed du nemt kan bestemme, ved hvilken temperatur termometeret vil have en vis modstand. Sådanne tabeller hjælper instrumenteringsarbejdere med at evaluere værdien af den målte temperatur i henhold til en bestemt modstandsværdi.
I denne tabel er der særlige køretøjsbetegnelser. Du kan se dem på den øverste linje. Tallet betyder sensorens modstandsværdi ved 0°C, og bogstavet er det metal, den er lavet af.
For at betegne metal skal du bruge:
- P eller Pt - platin;
- M - kobber;
- N - Nikkel.
For eksempel er 50M en kobber RTD med en modstand på 50 ohm ved 0 ° C.
Nedenfor er et fragment af kalibreringstabellen for termometre.
| 50M (ohm) | 100M (ohm) | 50P (ohm) | 100P (Ohm) | 500P (Ohm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °C | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °С | 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 |
Tolerance klasse
Toleranceklassen må ikke forveksles med begrebet nøjagtighedsklasse. Ved hjælp af et termometer måler og ser vi ikke direkte måleresultatet, men overfører modstandsværdien svarende til den faktiske temperatur til barriererne eller sekundære enheder. Derfor er der indført et nyt koncept.
Toleranceklassen er forskellen mellem den faktiske kropstemperatur og den temperatur, der blev opnået under målingen.
Der er 4 klasser af TS-nøjagtighed (fra de mest nøjagtige til enheder med en større fejl):
- AA;
- MEN;
- B;
- FRA.
Her er et fragment af tabellen over toleranceklasser, du kan se den fulde version i GOST 6651-2009.
| Nøjagtighedsklasse | Tolerance, °С | Temperaturområde, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Kobber TS | Platin TS | Nikkel TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | fra -50 °С til +250 °С | - |
| MEN | ±(0,15+0,002 |t|) | fra -50 °С til +120 °С | fra -100 °С til +450 °С | - |
| PÅ | ±(0,3 + 0,005 |t|) | fra -50 °С til +200 °С | fra -195 °С til +650 °С | - |
| FRA | ±(0,6 + 0,01 |t|) | fra -180 °С til +200 °С | fra -195 °С til +650 °С | -60 °С til +180 °С |
Tilslutningsdiagram
For at finde ud af værdien af modstand skal den måles. Dette kan gøres ved at inkludere det i målekredsløbet. Til dette bruges 3 typer kredsløb, som adskiller sig i antallet af ledninger og den opnåede målenøjagtighed:
- 2-leder kredsløb. Den indeholder et minimum antal ledninger, hvilket betyder, at det er den billigste løsning. Men når du vælger denne ordning, vil det ikke være muligt at opnå optimal målenøjagtighed - modstanden af de anvendte ledninger vil blive tilføjet til termometerets modstand, hvilket vil introducere en fejl afhængigt af længden af ledningerne. I industrien bruges en sådan ordning sjældent. Den bruges kun til målinger, hvor særlig nøjagtighed ikke er vigtig, og sensoren er placeret i umiddelbar nærhed af den sekundære konverter. 2-leder vist på venstre billede.
- 3-leder kredsløb. I modsætning til den tidligere version er der tilføjet en ekstra ledning her, som kort tid er forbundet med en af de to andre målende. Dens hovedmål er evnen til at få modstanden af de tilsluttede ledninger og trække denne værdi fra (kompensere) fra den målte værdi fra sensoren. Den sekundære enhed måler, udover hovedmålingen, desuden modstanden mellem lukkede ledninger og opnår derved værdien af modstanden af forbindelsesledningerne fra sensoren til barrieren eller sekundæren. Da ledningerne er lukkede, bør denne værdi være nul, men faktisk kan denne værdi på grund af den store længde af ledningerne nå flere ohm.Yderligere trækkes denne fejl fra den målte værdi, hvilket opnår mere nøjagtige aflæsninger på grund af kompensationen af ledningernes modstand. En sådan forbindelse bruges i de fleste tilfælde, da det er et kompromis mellem den nødvendige nøjagtighed og en acceptabel pris. 3-leder afbildet i den centrale figur.
- 4-leder kredsløb. Målet er det samme som ved brug af trelederkredsløbet, men fejlkompensationen er på begge testledninger. I et trelederkredsløb antages modstandsværdien af begge testledninger at være den samme værdi, men den kan faktisk afvige en smule. Ved at tilføje endnu en fjerde ledning i et fire-leder kredsløb (kortsluttet til anden prøveledning), er det muligt at opnå dens modstandsværdi separat og næsten fuldstændig kompensere for al modstanden fra ledningerne. Imidlertid er dette kredsløb dyrere, da en fjerde leder er påkrævet, og derfor implementeres enten i virksomheder med tilstrækkelig finansiering eller i måling af parametre, hvor der er behov for større nøjagtighed. 4-leder tilslutningsskema kan du se på højre billede.
Bemærk! For en Pt1000-sensor, allerede ved nul grader, er modstanden 1000 ohm. Man kan for eksempel se dem på et damprør, hvor den målte temperatur er 100-160°C, hvilket svarer til omkring 1400-1600 ohm. Trådenes modstand er, afhængig af længden, cirka 3-4 ohm, dvs. de påvirker praktisk talt ikke fejlen, og der er ikke meget mening i at bruge en tre- eller firelederforbindelsesordning.
Fordele og ulemper ved modstandstermometre
Som ethvert instrument har brugen af modstandstermometre en række fordele og ulemper. Lad os overveje dem.
Fordele:
- næsten lineær karakteristik;
- målinger er ret nøjagtige (fejl ikke mere end 1°С);
- nogle modeller er billige og nemme at bruge;
- udskiftelighed af enheder;
- arbejdsstabilitet.
Fejl:
- lille måleområde;
- ret lav grænsetemperatur for målinger;
- behovet for at bruge specielle tilslutningsordninger for øget nøjagtighed, hvilket øger omkostningerne ved implementering.
Et modstandstermometer er en almindelig enhed i næsten alle industrier. Det er praktisk at måle lave temperaturer med denne enhed uden frygt for nøjagtigheden af de opnåede data. Termometeret er ikke særlig holdbart, men den rimelige pris og letheden ved at udskifte sensoren dækker over denne lille ulempe.
Lignende artikler:
