Термометр опору

Визначення - The термометр опору або датчик температури опору (RTD) використовує опір із електричний провідник для вимірювання температура. Стійкість опору Провідник змінюється з час. Для цього властивість провідника використовується вимірювання цей температура. Основною функцією RTD є надання позитивні зміни в опір с температура.

Метал має високий температурний коефіцієнтозначає, що їх температура зростає зі збільшенням температури. Вуглець і германій мають низькотемпературний коефіцієнт, який показує, що їх опір обернено пропорційно температурі.

Матеріал, що використовується в резистивному термометрі

Термометр опору використовує чутливийЕлемент виготовлений з надзвичайно чистих металів, таких як платина, мідь або нікель. Стійкість металу прямо пропорційна температурі. В основному, платину використовують в термометрі опору. Платина має високу стабільність, і вона може витримувати високу температуру.

Золото і срібло не використовуються для RTD, тому що вонимають низький питомий опір. Вольфрам має високий питомий опір, але він надзвичайно крихкий. Для виготовлення елемента RTD використовується мідь. Мідь має низький питомий опір, а також дешевше. Єдиним недоліком міді є те, що вона має низьку лінійність. Максимальна температура міді становить близько 120ºC.

Матеріал RTD виготовлений з платини, нікелю або сплавів нікелю. Нікелеві дроти використовуються для обмеженого діапазону температур, але вони досить нелінійні.

Нижче наведені вимоги до провідника, який використовується в RTD.

1. Питомий опір матеріалу є високим, так що для побудови використовується мінімальний об'єм провідника.
2. Зміна опору матеріалу щодо температури повинна бути якомога вище.
3. Стійкість матеріалу залежить від температури.

Крива опору проти температури показана на малюнку нижче. Криві майже лінійні, і для малого діапазону температур це дуже очевидно.

Будівництво резистивного термометра

Термометр опору розміщується всерединізахисна трубка для забезпечення захисту від пошкоджень. Резистивний елемент формують шляхом розміщення платинового дроту на керамічній бобіні. Цей опірний елемент розміщений всередині трубки, яка складається з нержавіючої сталі або мідної сталі.

Для підключення використовується провідникелемент опору з зовнішнім свинцем. Свинцевий провід покривається ізольованою трубкою, яка захищає її від короткого замикання. Керамічний матеріал використовується як ізолятор для високотемпературного матеріалу і для низькотемпературного волокна або скла.

Експлуатація термометра опору

Розміщується наконечник термометра опорупоблизу джерела тепла вимірюваної величини. Тепло рівномірно розподіляється по резистивному елементу. Зміни опору змінюють температуру елемента. Визначають кінцевий опір. Наведені нижче рівняння рівняння вимірюють зміну температури.

Де, R₀ - опір при температурі T = 0 і α₁, α₂, α₃…… ..α_n є константами.

Лінійна апроксимація

Лінійна апроксимація - це спосіб оцінювання кривої опору проти температури у вигляді лінійного рівняння.

де R_θ - опір апроксимації при θºC
R_θ0 - наближення опору при θ₀ºC
Δθ - θ - θ₀ зміна температури ºC і α_θ0 - температурний коефіцієнт опору при θ₀ºC

Квадратичне наближення

Квадратичне наближення дає точну апроксимацію кривої температури опору. Наближення виражається у вигляді квадратичного рівняння.

α₁ - лінійна фракційна зміна опору
α₂ - зміна квадратичної функції опору.

Термометр опору дуже менш чутливий, і метал, що використовується для виготовлення резистивного елемента, є менш дорогим.