Motståndstermometer

Definition - De motståndstermometer eller motståndstemperatur detektor (RTD) använder motstånd av elektrisk ledare för mätning av temperatur. Motståndet hos ledaren varierar med tid. Denna egenskap hos ledaren används för mätning de temperatur. FTU: s huvuduppgift är att ge en positiv förändring i motstånd med temperatur.

Metallen har en hög temperatur koefficient sominnebär att deras temperatur ökar med temperaturökningen. Kol och germanium har låg temperatur koefficient som visar att deras motstånd är omvänd proportionellt mot temperaturen.

Material som används i resistiv termometer

Motståndstermometern använder en känsligelement gjord av extremt rena metaller som platina, koppar eller nickel. Metallets motstånd är direkt proportionell mot temperaturen. För det mesta används platina i motståndstermometer. Platina har hög stabilitet, och det kan tåla hög temperatur.

Guld och silver används inte för RTD eftersom dehar låg resistivitet. Tungsten har hög resistivitet, men det är extremt brittles. Koppar används för att göra RTD-elementet. Koppar har låg resistivitet och det är också billigare. Den enda nackdelen med koppar är att den har låg linearitet. Kopparens maximala temperatur är ca 120ºC.

RTD-materialet är tillverkat av platina, nickel eller legeringar av nickel. Nickelkablarna används för ett begränsat temperaturområde, men de är ganska olinjära.

Följande är kraven för den ledare som används i RTD.

1. Materialets resistivitet är hög så att den minsta volymen av ledare används för konstruktion.
2. Temperaturförändringen i materialet bör vara så hög som möjligt.
3. Materialets motstånd beror på temperaturen.

Motståndet mot temperaturkurvan visas i figuren nedan. Kurvorna är nästan linjära, och för små temperaturintervall är det mycket uppenbart.

Konstruktion av resistiv termometer

Motståndstermometern är placerad inutiskyddsrör för att skydda mot skador. Det resistiva elementet bildas genom att placera platintråden på den keramiska spolen. Detta motståndselement placeras inuti röret som består av rostfritt stål eller kopparstål.

Ledningstråden används för att anslutamotståndselement med extern ledning. Ledningstråden är täckt av det isolerade röret som skyddar det från kortslutning. Det keramiska materialet används som en isolator för högtemperaturmaterial och för lågtemperaturfiber eller glas används.

Betjäning av motståndstermometer

Modståndstermometerns spets placerasnära mätvärmekällan. Värmen är jämnt fördelad över det resistiva elementet. Förändringarna i motståndet varierar elementets temperatur. Det slutliga motståndet mäts. Nämnandena nedan mäter variationen i temperaturen.

Var, R₀ - motstånd vid temperaturen T = 0 och a₁, a₂, a₃...... ..α_n är konstanter.

Linjär approximation

Den linjära approximationen är sättet att uppskatta motståndet mot temperaturkurvan i form av den linjära ekvationen.

där R_θ - approximationsmotstånd vid θºC
R_θ0 - approximationsresistans vid θ₀° C
Δθ - θ - θ₀ temperaturförändring ºC och α_θ0 - Motståndstemperaturkoefficient vid θ₀° C

Kvadratisk approximation

Den kvadratiska approximationen ger en exakt approximation av motståndstemperaturkurvan. Tillnärmningen uttrycks i form av den kvadratiska ekvationen.

α₁ - linjär fraktionell förändring i resistans
α₂ - Kvadratisk funktion förändring i resistans.

Motståndstermometern är mycket mindre känslig och metallen som används för att göra det resistiva elementet är billigare.