Термометър за съпротивление

Определение - Най- съпротивителен термометър или температурен детектор за съпротивление (RTD) използва съпротивление на електрически проводник за измерване на. \ t температура, Съпротивата на Проводникът варира с път, За това свойство на проводника се използва измерване на температура, Основната функция на RTD е да се даде положителна промяна в съпротивление с температура.

Металът има висок температурен коефициентозначава, че температурата им нараства с повишаването на температурата. Въглеродът и германият имат нискотемпературен коефициент, който показва, че тяхната устойчивост е обратно пропорционална на температурата.

Материал, използван в резистивен термометър

Съпротивителният термометър използва чувствителенелемент от изключително чисти метали като платина, мед или никел. Съпротивлението на метала е право пропорционално на температурата. В резистентния термометър се използва предимно платина. Платината има висока стабилност и може да издържа на висока температура.

Злато и среброто не се използват за RTD, защото теимат ниско съпротивление. Волфрамът има голямо съпротивление, но е изключително крехко. Медта се използва за изработване на RTD елемента. Медта е с ниско съпротивление и също така е по-евтина. Единственият недостатък на медта е, че той има ниска линейност. Максималната температура на медта е около 120ºC.

RTD материалът е изработен от платина, никел или никелови сплави. Никеловите проводници се използват за ограничен температурен диапазон, но са доста нелинейни.

По-долу са описани изискванията на проводника, използван в RTDs.

1. Съпротивлението на материала е високо, така че за конструкцията се използва минималният обем на проводника.
2. Промяната в съпротивлението на материала по отношение на температурата трябва да бъде възможно най-висока.
3. Съпротивлението на материала зависи от температурата.

Кривата на съпротивлението спрямо температурата е показана на фигурата по-долу. Кривите са почти линейни, а при малък температурен обхват е много очевиден.

Изграждане на резистивен термометър

Термометърът за съпротивление се поставя вътрезащитна тръба за защита срещу повреда. Резистивният елемент се оформя чрез поставяне на платинената жица върху керамичната бобина. Този съпротивителен елемент се поставя вътре в тръбата, която е направена от неръждаема стомана или медна стомана.

Водещият проводник се използва за свързване насъпротивителен елемент с външен кабел. Оловото се покрива от изолираната тръба, която я предпазва от късо съединение. Керамичният материал се използва като изолатор за високотемпературен материал и за нискотемпературни влакна или стъкло.

Работа на термометъра за съпротивление

Поставя се върхът на съпротивителния термометърблизо до източника на топлина от измерваната величина. Топлината се разпределя равномерно по резистивния елемент. Промените в съпротивлението варират температурата на елемента. Измерва се крайното съпротивление. Посочените по-долу уравнения измерват изменението на температурата.

Къде, R₀ - съпротивление при температура T = 0 и α₁, α₂, α₃...... ..α_п са константи.

Линейно сближаване

Линейното приближение е начинът за оценка на кривата на съпротивление спрямо температурата под формата на линейно уравнение.

където R_θ - съпротивление на апроксимацията при θºC
R_θ0 - съпротивление на апроксимацията при θ₀ºC
Δθ - θ - θ₀ промяна на температурата ºC и α_θ0 - температурен коефициент на съпротивление при θ₀ºC

Квадратично сближаване

Квадратичната апроксимация дава точно сближаване на температурната крива на съпротивлението. Апроксимацията се изразява под формата на квадратично уравнение.

α₁ - линейна фракционна промяна в съпротивлението
α₂ - промяна на квадратичната функция на съпротивлението.

Съпротивителният термометър е много по-малко чувствителен, а металът, използван за направата на резистивен елемент, е по-евтин.