เทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน - หลักการทำงาน ประเภทและโครงสร้าง คุณสมบัติการใช้งาน

เทอร์โมมิเตอร์ประเภทหนึ่งที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในอุตสาหกรรมคือเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน ซึ่งเป็นทรานสดิวเซอร์หลักเพื่อให้ได้ค่าอุณหภูมิที่แม่นยำซึ่งต้องการเพิ่มเติม ตัวแปลงมาตรฐาน หรือ PLC อุตสาหกรรม—ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้

เทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทานเป็นโครงสร้างที่พันลวดแพลทินัมหรือทองแดงบนกรอบอิเล็กทริกแบบพิเศษซึ่งวางไว้ในกล่องป้องกันที่ปิดสนิท สะดวกในการติดตั้ง

การทำงานของเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทานขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (จากอุณหภูมิของวัตถุที่ตรวจสอบโดยเทอร์โมมิเตอร์) การพึ่งพาความต้านทานของตัวนำต่ออุณหภูมิโดยทั่วไปมีลักษณะดังนี้: Rt = R0 (1 + ที่) โดยที่ R0 คือความต้านทานของตัวนำที่ 0 ° C, Rt คือความต้านทานของตัวนำที่ t ° C และ คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานขององค์ประกอบที่ไวต่อความร้อน

ในกระบวนการเปลี่ยนอุณหภูมิ การสั่นสะเทือนจากความร้อนของตาข่ายคริสตัลของโลหะจะเปลี่ยนแอมพลิจูด และความต้านทานไฟฟ้าของเซ็นเซอร์จะเปลี่ยนตามไปด้วย ยิ่งอุณหภูมิสูง—ยิ่งโครงตาข่ายคริสตัลสั่นมาก—ยิ่งมีความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าสูง ตารางด้านบนแสดงลักษณะเฉพาะของเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทานที่เป็นที่นิยมสองแบบ

ตัวเรือนทนความร้อนของเซนเซอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันความเสียหายทางกลขณะวัดอุณหภูมิของวัตถุ

ในภาพ: 1 — องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนที่ทำจากลวดทองคำขาวหรือทองแดงในรูปแบบของเกลียวซึ่งตั้งอยู่บนแกนเซรามิก 2 — กระบอกเซรามิกที่มีรูพรุน 3 — ผงเซรามิก 4 — ท่อป้องกันด้านนอกทำจากสแตนเลส 5 — สายส่งปัจจุบัน 6 — ท่อป้องกันภายนอกทำจากสแตนเลส 7 — หัวเทอร์โมมิเตอร์พร้อมฝาปิดแบบถอดได้ 8 — ขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อสายเอาต์พุต 9 — สายไปยังอุปกรณ์ยึด; 10 — ปลอกเกลียวสำหรับติดตั้งในท่อที่มีการเชื่อมต่อกับเธรดภายใน

หากผู้ใช้ระบุวัตถุประสงค์ที่ต้องการเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ และเลือกเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน (ตัวแปลงความร้อนแบบต้านทาน) ได้อย่างถูกต้อง เกณฑ์ที่สำคัญที่สุดสำหรับการแก้ปัญหาที่จะเกิดขึ้นคือ: ความแม่นยำสูง (ประมาณ 0.1 ° C) , พารามิเตอร์ความเสถียร, การพึ่งพาเกือบเชิงเส้นของความต้านทานต่อวัตถุอุณหภูมิ, ความสามารถในการสับเปลี่ยนของเทอร์โมมิเตอร์

ประเภทและการออกแบบ

ดังนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนของเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน อุปกรณ์เหล่านี้สามารถแบ่งออกได้เป็นสองกลุ่มอย่างเคร่งครัด: ตัวแปลงความร้อนทองแดงและตัวแปลงความร้อนแพลทินัมเซ็นเซอร์ที่ใช้ทั่วดินแดนของรัสเซียและเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดมีการทำเครื่องหมายดังนี้ ทองแดง — 50M และ 100M, แพลทินัม — 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000

เทอร์โมมิเตอร์ Pt1000 และ Pt100 ที่ไวที่สุดผลิตขึ้นโดยการสปัตเตอร์ชั้นแพลทินัมที่บางที่สุดบนพื้นผิวฐานเซรามิก ในทางเทคโนโลยี ทองคำขาวจำนวนเล็กน้อย (ประมาณ 1 มก.) จะสะสมอยู่บนองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน ทำให้องค์ประกอบมีขนาดเล็ก

ในเวลาเดียวกันคุณสมบัติของแพลทินัมจะถูกรักษาไว้: การพึ่งพาเชิงเส้นของความต้านทานต่ออุณหภูมิ, ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง, เสถียรภาพทางความร้อน ด้วยเหตุนี้ ทรานสดิวเซอร์ความต้านทานแพลทินัมที่ได้รับความนิยมสูงสุดคือ Pt100 และ Pt1000 ส่วนประกอบทองแดง 50M และ 100M ทำด้วยลวดทองแดงบางที่คดเคี้ยวด้วยมือ และแพลทินัม 50P และ 100P ทำด้วยลวดแพลทินัมที่คดเคี้ยว

คุณสมบัติการใช้งาน

ก่อนติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์ คุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกประเภทอย่างถูกต้อง ลักษณะการสอบเทียบนั้นสอดคล้องกับงาน ความยาวของการติดตั้งองค์ประกอบการทำงานนั้นเหมาะสม และคุณสมบัติการออกแบบอื่น ๆ อนุญาตให้ติดตั้งในสถานที่นี้สำหรับกลางแจ้ง เงื่อนไข.

เซ็นเซอร์ได้รับการตรวจสอบความเสียหายภายนอก ตรวจสอบร่างกาย ตรวจสอบความสมบูรณ์ของขดลวดเซ็นเซอร์ รวมถึงความต้านทานของฉนวน

ปัจจัยบางอย่างอาจส่งผลเสียต่อความแม่นยำของการวัด หากติดตั้งเซ็นเซอร์ผิดตำแหน่ง ความยาวของการติดตั้งไม่ตรงกับสภาพการทำงาน การปิดผนึกไม่ดี การละเมิดฉนวนกันความร้อนของท่อหรืออุปกรณ์อื่น ๆ ทั้งหมดนี้จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดอุณหภูมิ

ต้องตรวจสอบหน้าสัมผัสทั้งหมดเพราะหากหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าในการเชื่อมต่อของอุปกรณ์และเซ็นเซอร์ไม่ดี แสดงว่าเต็มไปด้วยข้อผิดพลาด ความชื้นหรือการควบแน่นเกาะที่ขดลวดเทอร์โมมิเตอร์ มีการลัดวงจรหรือไม่ รูปแบบการเชื่อมต่อถูกต้องหรือไม่ (ไม่มีสายชดเชย ไม่มีการปรับความต้านทานสาย) การสอบเทียบอุปกรณ์วัดตรงกับการสอบเทียบเซ็นเซอร์หรือไม่ นี่เป็นช่วงเวลาสำคัญที่คุณควรใส่ใจอย่างใกล้ชิด

ต่อไปนี้เป็นข้อผิดพลาดทั่วไปที่อาจเกิดขึ้นได้เมื่อติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิ:

• หากไม่มีฉนวนกันความร้อนบนท่อ จะทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นจึงต้องเลือกตำแหน่งการวัดอุณหภูมิเพื่อให้คำนึงถึงปัจจัยภายนอกทั้งหมดล่วงหน้า

• เซ็นเซอร์ที่สั้นหรือยาวเกินไปอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้เนื่องจากการติดตั้งเซ็นเซอร์ไม่ถูกต้องในขั้นตอนการทำงานของตัวกลางที่กำลังศึกษาอยู่ (เซ็นเซอร์ไม่ได้ติดตั้งเทียบกับการไหลและไม่ได้อยู่ในแนวแกนของการไหลเนื่องจากมัน ควรเป็นไปตามหลักเกณฑ์)

• การสอบเทียบเซ็นเซอร์ไม่เป็นไปตามรูปแบบการติดตั้งที่กำหนดในโรงงานแห่งนี้

• การละเมิดเงื่อนไขในการชดเชยอิทธิพลของกาฝากของอุณหภูมิแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง (ไม่ได้ติดตั้งปลั๊กชดเชยและสายชดเชย, เซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับอุปกรณ์บันทึกอุณหภูมิในวงจรสองสาย)

• ไม่ได้คำนึงถึงธรรมชาติของสิ่งแวดล้อม: การสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้น สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวทางเคมี ความชื้นสูงหรือสภาพแวดล้อมที่มีความดันสูง เซ็นเซอร์ต้องเป็นไปตามและทนทานต่อสภาพแวดล้อม

• การสัมผัสขั้วเซ็นเซอร์หลวมหรือไม่สมบูรณ์เนื่องจากการบัดกรีไม่ดีหรือเนื่องจากความชื้น (ไม่มีการปิดผนึกสายไฟจากการซึมผ่านของความชื้นโดยไม่ตั้งใจเข้าไปในตัวเรือนเทอร์โมมิเตอร์)