Termometro a resistenza
Definizione - Il termometro a resistenza o rilevatore di temperatura di resistenza (RTD) usa il resistenza di conduttore elettrico per misurare il temperatura. La resistenza del il conduttore varia con il tempo. Questa proprietà del conduttore è usata per misurazione il temperatura. La funzione principale di RTD è di dare a cambiamento positivo nel resistenza con temperatura.
Il metallo ha un coefficiente di temperatura elevata chesignifica che la loro temperatura aumenta con l'aumento della temperatura. Il carbonio e il germanio hanno un coefficiente di bassa temperatura che dimostra che la loro resistenza è inversamente proporzionale alla temperatura.
Materiale utilizzato nel termometro resistivo
Il termometro a resistenza utilizza un sensibileelemento fatto di metalli estremamente puri come platino, rame o nichel. La resistenza del metallo è direttamente proporzionale alla temperatura. Principalmente, il platino è utilizzato nel termometro a resistenza. Il platino ha un'elevata stabilità e può resistere alle alte temperature.
L'oro e l'argento non sono usati per la RST perché loroavere bassa resistività. Il tungsteno ha un'elevata resistività, ma è estremamente flessibile. Il rame viene utilizzato per creare l'elemento RTD. Il rame ha una bassa resistività ed è anche meno costoso. L'unico svantaggio del rame è che ha una bassa linearità. La temperatura massima del rame è di circa 120ºC.
Il materiale RTD è fatto di platino, nichel o leghe di nichel. I fili di nichel sono utilizzati per un intervallo di temperatura limitato, ma sono piuttosto non lineari.
Di seguito sono riportati i requisiti del conduttore utilizzato negli RTD.
- La resistività del materiale è elevata in modo che il volume minimo del conduttore venga utilizzato per la costruzione.
- Il cambiamento di resistenza del materiale relativo alla temperatura dovrebbe essere il più alto possibile.
- La resistenza del materiale dipende dalla temperatura.
La curva resistenza contro temperatura è mostrata nella figura sottostante. Le curve sono quasi lineari e, per un piccolo intervallo di temperature, è molto evidente.
Costruzione del termometro resistivo
Il termometro a resistenza è posizionato all'interno ditubo protettivo per fornire protezione contro i danni. L'elemento resistivo è formato posizionando il filo di platino sulla bobina di ceramica. Questo elemento di resistenza è posto all'interno del tubo che è costituito da acciaio inossidabile o rame.
Il filo conduttore è utilizzato per collegare ilelemento di resistenza con il cavo esterno. Il filo conduttore è coperto dal tubo isolato che lo protegge dal cortocircuito. Il materiale ceramico è utilizzato come isolante per materiali ad alta temperatura e per fibre a bassa temperatura o vetro.
Funzionamento del termometro a resistenza
La punta del termometro a resistenza è posizionatavicino al misuratore di calore. Il calore è distribuito uniformemente sull'elemento resistivo. I cambiamenti nella resistenza variano la temperatura dell'elemento. La resistenza finale è misurata. Le equazioni menzionate di seguito misurano la variazione di temperatura.
Dove, R0 - resistenza a temperatura T = 0 e α1, α2, α3...... ..αn sono costanti.
Approssimazione lineare
L'approssimazione lineare è il modo di stimare la resistenza contro la curva di temperatura sotto forma di equazione lineare.
dove Rθ - Resistenza all'approssimazione a ºC
Rθ0 - resistenza di approssimazione a θ0ºC
Δθ - θ - θ0 cambio di temperatura ºC e αθ0 - coefficiente di temperatura di resistenza a θ0ºC
Approssimazione quadratica
L'approssimazione quadratica fornisce l'approssimazione accurata della curva della temperatura di resistenza. L'approssimazione è espressa nella forma dell'equazione quadratica.
α1 - variazione lineare frazionale della resistenza
α2 - cambio di funzione quadratica in resistenza.
Il termometro a resistenza è molto meno sensibile e il metallo utilizzato per realizzare l'elemento resistivo è meno costoso.
