Karakteristik termometer resistensi, operasi, penggunaan

Dia Termometer resistensi (Perangkat Termal Resistansi atau rtd) adalah instrumen yang memanfaatkan properti yang dimiliki objek -resistansi listrik -untuk mengukur suhu. Prosedur ini dikenal sebagai ukuran oleh Resistensi Thermo.

Resistensi listrik adalah parameter yang sangat cocok, karena dalam banyak kasus biasanya meningkat secara linear dengan suhu. Dikatakan bahwa properti X tertentu adalah termometrik, yaitu, dapat digunakan untuk mengukur suhu T, ketika hubungan antara x dan t adalah linier:

X = k ∙ΔT

Termometer resistensi

Di mana k adalah konstanta proporsionalitas untuk menentukan.

Properti termometrik yang diketahui adalah perluasan merkuri saat dipanaskan, digunakan dalam termometer klinis. Termometer lain menggunakan gas, lembaran logam yang melebar dengan peningkatan suhu, resistensi atau menggunakan kecerahan filamen, di antara sifat lainnya.

Lebih mudah memiliki rentang kemungkinan ini karena suhu adalah salah satu besarnya paling khas dari sistem apa pun, baik biologis atau mati. Itulah mengapa besarnya yang paling diukur dalam proses industri, dan untuk rentang yang ditangani di masing -masing, sifat termometrik tertentu lebih disukai daripada yang lain.

[TOC]

Karakteristik termometer resistansi

Termometer resistansi memiliki karakteristik berikut:

-Mereka adalah operasi yang sangat sederhana. Elemen sensor terdiri dari kawat logam, menjadi platinum, nikel, tungsten, dan tembaga yang paling banyak digunakan.

-Mereka menawarkan bacaan yang cepat.

-Akurasi tinggi.

-Beroperasi dalam kisaran suhu yang luas.

Resistivitas, resistensi dan suhu

Bahan yang digunakan untuk memproduksi termometer resistansi adalah pengemudi yang resistivitas Hampir selalu meningkat dengan suhu. Resistensi dan resistivitas bukan sinonim, tetapi mereka terkait erat.

Itu resistivitas Ini adalah hubungan antara medan listrik yang dibuat di dalam bahan ketika arus dan kepadatan arus tersebut bersirkulasi. Oleh karena itu, itu adalah properti properti.

Untuk bahan tertentu, dipanggil ohmic, Hubungan antara medan listrik dan kepadatan arus linier. Saat suhu naik, ion pengemudi meningkatkan getaran mereka dan dengan itu oposisi terhadap lewatnya arus.

Di sisi lain, resistensi adalah sifat pengemudi, ditentukan tidak hanya oleh resistivitas material, tetapi dengan geometri: panjang dan luas penampang penampang.

Dapat melayani Anda: Andromeda: penemuan, asal, karakteristik, struktur

Jika penampang tetap konstan, hubungan antara besaran ini adalah:

Di mana r adalah resistansi kawat, ρ resistivitas material, panjang L dan area penampangnya.

Unit untuk ketahanan listrik dalam sistem internasional adalah ohmio (Ω), sedangkan resistivitas datang dalam ω ∙ m, meskipun biasanya menemukan ω ∙ mm.

Dalam logam, resistivitas meningkat dengan suhu linier:

ρ (t) = ρ_{salah satu} (1+α ∙ Δt)

Di mana ρ adalah resistivitas material pada suhu tertentu, ρ_{salah satu} Ini adalah resistivitas suhu referensi, biasanya 0ºC atau 20 ºC, α adalah koefisien termal material dan Δt adalah variasi suhu.

Karena resistensi tergantung pada resistivitas material, jika perbedaan suhu tidak terlalu besar, dipenuhi bahwa:

R (t) = r_{salah satu} (1+ α ∙ Δt)

Resistansi mudah diukur, dan karena hubungan dengan suhunya linier, itu adalah sifat termometrik yang baik.

Berfungsi

Sensor termometer resistansi platinum dalam format yang dienkapsulasi. Sumber: Teplouser melalui Wikimedia Commons.

Elemen sentral dari termometer resistansi adalah kawat logam yang digulung dalam dukungan isolasi, biasanya terbuat dari mika, keramik atau kaca. Itu tertutup dalam tabung yang penuh dengan debu isolasi dan dibungkus lapisan juga isolasi, menyegel bukti kelembaban.

Tekanan di dalam tabung tetap rendah, untuk menghindari pembentukan oksida yang menyebabkan kesalahan dalam bacaan. Setnya kecil: antara 1-5 mm berdiameter dan panjang 10-50 mm, ditutupi oleh rumah eksterior yang berfungsi untuk melindunginya, karena perangkatnya halus dan harus ditangani dengan hati-hati.

Platinum, logam mulia, adalah bahan yang paling banyak digunakan untuk memproduksi resistensi, karena sangat stabil dalam berbagai suhu dan memberikan langkah -langkah yang sangat tepat, ke titik piutang sebagai pola suhu internasional standar dalam kisaran -260 ºC - 630ºC. Namun, termometer resistansi platinum dapat diproduksi dengan kisaran yang jauh lebih besar.

Dapat melayani Anda: Eugen Goldstein: Biografi, Kontribusi dan Penemuan

Untuk mengukur perubahan resistansi kawat, Anda harus memasukkannya ke dalam sirkuit khusus yang disebut Jembatan Wheatstone, digunakan untuk mengukur resistensi atau impedansi yang tidak diketahui.

Ini dilakukan oleh kabel tembaga tipis (dua, tiga atau empat benang tembaga, semakin banyak benang, semakin tepat termometer, yang dari tiga adalah yang paling umum).

Agar perangkat berfungsi, arus pengukuran yang kecil harus. Mengetahui arus dan tegangan, ketahanan sensor dengan hukum Ohm ditentukan dan melaluinya suhunya.

Kurva karakteristik termometer platinum

Linearitas hubungan antara resistensi dan suhu tidak selalu dipenuhi secara akurat di semua rentang suhu, yang sangat tergantung pada bahan kawat.

Masalah non -linier dapat diperbaiki menggunakan sirkuit tambahan atau hanya dengan menggunakan grafik resistansi versus suhu, disebut Kurva Karakteristik, seperti yang ditunjukkan:

Kurva karakteristik resistensi platinum 100 ohm. Sumber: Wikimedia Commons.

Kurva Karakteristik PT-100 atau 100 Ω Termometer Resistansi Platinum. Sumber: Wikimedia Commons.

Varian

Termometer resistansi platinum diproduksi sesuai dengan resistansi koil: PT-25, PT-100 dan PT-1000 adalah yang paling banyak digunakan.

Huruf "PT" menyinggung simbol kimia platinum, dan angkanya adalah resistansi kawat terhadap suhu referensi 0ºC. Semakin besar resistansi yang paling sensitif adalah termometer, untuk menawarkan variasi resistansi yang lebih besar dengan perubahan suhu yang sama. Namun, PT-100 adalah yang paling banyak digunakan di tingkat industri, dengan resolusi kelas sepuluh.

Alih -alih rolleries kawat atau koil, beberapa produsen menggunakan lapisan tipis platinum yang diendapkan di atas substrat keramik isolasi. Ini mengurangi ukuran perangkat dan membuatnya lebih tepat dan cepat.

Penggunaan/Aplikasi Termometer Resistansi

Termometer resistansi lebih disukai digunakan dalam industri kimia, farmasi dan makanan, serta di daerah di mana presisi besar diperlukan hingga tingkat suhu untuk menjamin produk berkualitas.

Dapat melayani Anda: goniometer: riwayat, bagian, operasi, penggunaan, jenis

Produsen instrumen menunjukkan kisaran suhu yang dapat diukur dengan presisi. Di luar jangkauannya, termometer tidak menghasilkan langkah -langkah yang tepat dan dalam kasus terburuk elemen sensor rusak.

Pengukuran Suhu Lingkungan

Mengukur suhu sekitar dengan presisi penting dalam industri otomotif, yang proses uji perakitan, pengelasan dan motornya menghasilkan sangat panas di lingkungan. Dalam kasus ini termometer resistansi tembaga biasanya lebih disukai.

Sensor suhu untuk mobil

Untuk mengukur suhu motor mobil, resistansi listrik digunakan sebagai elemen termometrik.

PENGGUNAAN INDUSTRA

Untuk menentukan suhu oven industri pengecoran, dalam boiler, lemari es dan reaktor nuklir.

Juga kontrol suhu yang tepat sangat penting untuk industri makanan, karena membuat mereka tetap segar dan bebas dari kuman untuk waktu yang lebih lama.

Astronomi

Termometer resistansi platinum digunakan dalam deteksi gelombang gravitasi. Perangkat yang dibuat untuk tujuan ini terdiri dari dua interferometer, yang merupakan instrumen optik untuk mengukur gangguan cahaya.

Interferometer menggunakan cermin untuk mengarahkan sinar laser dengan benar, dan suhu mereka terus dipantau untuk memastikan bahwa mereka mempertahankan kelengkungan yang sesuai dan memastikan keakuratan tindakan.

Keuntungan dan kerugian

Di antara keuntungan yang patut disebutkan:

-Akurasi tinggi.

-Berbagai kegunaan.

-Kisaran pengukuran besar yang memungkinkan mereka digunakan di berbagai industri.

-Mereka tetap stabil untuk waktu yang lama.

-Mereka linier atau sangat dekat dengan linearitas dalam kisaran suhu yang besar.

Sementara di antara keterbatasan mereka dapat dikutip:

-Mereka tidak digunakan untuk suhu yang lebih besar dari 660ºC.

-Atau di bawah -270 ºC.

-Mereka harus dimanipulasi dengan cermat.

-Mereka kurang sensitif daripada perangkat termurah lainnya seperti termistor, dan dalam beberapa aplikasi, waktu respons mereka lebih besar dari ini.

-Termometer platinum mahal.

Referensi

1. Cambatronics Online. PT100: Penjelasan dan Koneksi Dasar. Dipulihkan dari: YouTube.
2. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14. Ed. Volume 2. Pearson.
3. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 2. 7. Ed. Pembelajaran Cengage.
4. Kotak alat teknik. Detektor suhu resistensi RTD. Diperoleh dari: EngineeringToolbox.com.
5. Torres, b. Perhitungan Resistensi (RTD - PTC). Dipulihkan dari: YouTube.