دماسنج مقاومتی (Resistance Thermometer)

نوشته شده توسط
رای دادن به این مورد
(0 آرا)

دماسنج مقاومتی Resistance Thermometer/

در گذشته دماسنج مقاومت پلاتین تنها به عنوان یک استاندارد آزمایشگاهی استفاده می شد.با پیشرفت هایی که در ساختمان دماسنج های مقاومتی(Resistance thermometer) حاصل شده است، موجب شده تا در زمینه هایی که قبلا ترموکوپل ها در آن کاربرد داشتند از این نوع دماسنج ها استفاده شود. به ویژه بسیاری از فرآیندهای صنعتی که تغییرات دمایشان بایستی در حدود 10 °C می بود برای کنترل کاملشان زمان لازم بود اما اکنون بایستی در محدوده تغییراتی کار کنند که بسیار کمتر است.

امروزه خیلی بیشتر از گذشته نیاز است تا به کنترل دما در فرآیند تولید توجه شود که بتوان بر کنترل کیفیت و یکنواخت بودن محصول تاکید داشت.

فلز پلاتین نسبت به تعدادی از مواد صنعتی ای که در دماسنج های مقاومتی مورد استفاده قرار می گیرند دارای این امتیاز قابل توجه است که می توان برای استاندارد بین المللی دما در محدوده -270 0C تا +660 0C از آن استفاده نمود. برای کالیبره کردن دماسنج های دیگر از نوع آزمایشگاهی دماسنج مقاومت پلاتینی استفاده می شود. اما حجم زیادی از دستگاه اندازه گیری را به خود اختصاص می دهد. در نوع مینیاتوری دماسنج های مقاومتی دقت مقاومت پلاتین مورد توجه قرار گرفته است، ضمناً جنس پلاتین به گونه ایست که در مقابل خوردگی محیط کار مقاوم است. نیکل و مس هم برای موارد خاصی در محدوده های دمای پایین تر مورد استفاده قرار می گیرند اما برتری پلاتین بر آنها در این است که قابلیت آن را دارد تا به صورت پلاتین کاملا خالص تهیه شود و مقاومت زیاد آن در مقابل خوردگی چشمگیر است . نسبت دما / مقاومت در فلز پلاتین در محدوده وسیعی از دماها کاملا خطی است، همچنین به دلیل آنکه این فلز از نظر الکتریکی و مکانیکی بسیار پایدار است، با گذشت زمان انحراف مقدار مقاومت فلز دارای مقدار بسیار جزئی می باشد.

عوامل دیگری که باعث شده اند استفاده از دماسنج های مقاومت پلاتین روز افزون شود پیشرفت های سیستم های اندازه گیری است که در آنها استانداردهای بالای مبتنی بر سیستم مقاومت پلاتین و کاربری آسانتر مراعات شده است. کابل های رابط دماسنج مقاومت پلاتین را می توان از جنس کابل مسی معمولی در نظر گرفت و احتیاجی به کابلهای رابط جبران سازی نمی باشد.

کالیبراسیون دماسنج مقاومت پلاتین تنها یک مرتبه انجام می شود و احتیاجی به جبران سازی اتصال سرد و یا استفاده از روش های ترموستاتی برای ایجاد یک اتصال مرجع نمی باشد. قسمت اندازه گیری دماسنج را می توان ساده تر ساخت و در ضمن ایجاد طبقات اضافی به منظور جبران سازی ضرورتی ندارد.

rtd4

مدار ساده پل و ستون که در دماسنج مقاومتی مورد استفاده قرار می گیرد. مقادیر مقاومت کابلهای Ra و Rb بر مقاومت سنسور بایستی در اندازه گیری منظور شود.

ساختمان یک دماسنج صنعتی از نوع مقاومت پلاتین به طور کلی مقاوم تر و خشن تر از نوع دماسنج سیم پیچ باز است که در یک آزمایشگاه استاندارد مورد استفاده قرار می گیرد. سیم پیچ داخل یک حلزونی و یا تحت شعاع کوچکی پیچیده شده است و در نهایت همه حلزونی داخل یک میله توخالی از جنس آلومینا آب بندی شده است.اندازه ابعاد چنین وسیله ای را می توان تا حد قطر 0.8 mm و طول 5 mm کوچک در نظر گرفت و با داشتن ابعاد فوق و مشاهده دقیق مقاومت سیسم پیچ می توان دقتی تا حدود 0.01% را به دست آورد. نوع دیگری از دماسنج صنعتی وجود دارد که در ساختمان آن فیلمهای لایه نازک پلاتین روی مواد سرامیکی استفاده شده ایت، که برخلاف نوع سیم پیچی شده، به صورت تولید انبوه قابل تولید بوده و قیمت آن هم خیلی کمتر تمام می شود.

این نوع دماسنج ها برای بسیاری از مصارف صنعتی مناسب ترند، اگرچه بایستی در استفاده از آنها دقت کافی مبذول داشت تا لایه نازک پلاتین در مقابل گازها و مایعاتی که در مجاورت آنها قرار می گیرد به صورت کاتالیستهای شیمیایی عمل نکند.

مدار اللکتریکی مورد استفاده برای دماسنج مقاومت پلاتین به صورت یک مدار پل است و در بسیاری از موارد کاربرد یک مدار پل و ستون کافی است. در این نوع مدار، مقاومت Ra+Rb مربوط به دو سیم اتصال دهنده نیز اندازه گیری می شود، اما اگر این مقاومت در مقایسه با سیم پیچ پلاتین قابل چشم پوشی باشد (1% ویا کمتر) آنگاه مقدار خطا نیز قابل اقماض خواهد بود. در بعضی موارد، به هر صورت سیم ها دارای طول ذاتی قابل توجهی هستند و نمی توان از مقاومت آنها صرف نظر کرد و بنابراین بایستی از مدارات دیگری استفاده کرد. اگر چه روش جبران سازی کامل در تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرد، سیستم ساده تری نیز در شکل زیر تصویر شده است که درآن سه سیم مورد استفاده قرار می گیرد، به این صورت که دو سیم برای انتقال جریان مورد استفاده قرار گرفته و یک سیم تنها به عنوان سنسور ولتاژ عمل می کند. در این مدار، مقاومت اضافه شده معادل با تفاضل بین کابل های اصلی رابط است . این مقدار مقاومت برای همه سیستم های اندازه گیری صنعتی عملی، قابل چشم پوشی است. اساس سیستم فوق را می توان به یک سیستم چهار سیمه نیز تعمیم داد به طوری که دو رشته کابل جریان مدار پل را تامین کنند و دو رشته دیگر به عنوان اتصالات ولتاژ عمل کنند.

rtd5

یک مدار جبران سازی سه سیم که در آن مقاومت کابل تقریبا متعادل شده است، تنها اختلاف در مقاومت کابل به مقاومت سنسور افزوده شده است.

در تمام کاربردهای دماسنج مقاومتی، مقدار جریان مورد استفاده در مدار پل بایستی آنقدر ناچیز باشد که بتوان از خود گرمایی سنسور پلاتین صزفنظر کرد. این امر باعث تضاد بین حساسیت و دقت می شود، زیرا هر چه جریان عبوری از مقاومت کم پلاتین بیشتر باشد، ولتاژ اندازه گیری شده بیشتر خواهد بود و بنابراین استفاده از مدار پل آسانتر خواهد بود. با استفاده از تقویت کننده های الکترونیکی که دارای آمپدانس ورودی بسیار زیادی هستند می توان مدارات پل اندازه گیری را به گونه ای طراحی کرد که نه تنها جریان بسیار کمی لازم داشته باشد بلکه حساسیت دستگاه پل نیز در حد مطلوب ثابت باقی بماند. اما اگر بنا باشد هد دماسنج مقاومت پلاتین که به پل اندازه گیر وصل شده تعویض شود بایستی نکاتی را مورد توجه قرار داد تا اطمینان حاصل شود که جریان پل به اندازه کافی پایین بوده و باعث خودگرمایی نمی شود. مقاومت سنسورهای از نوع لایه فیلم از نوع قدیمی سیستمی بیشتر است و نوع لایه ای احتیاج به جریان های کمتری دارد.

 مقاومت پلاتین ترموکوپل

 دقت 0.1 تا 1 درجه سانتی گراد

محدوده کار -200 تا +650 درجه سانتی گراد

ضریب ارزش 2.5

حسیاسیت در تمام طول ساقه

پاسخ 1 تا 50s

دارای اندازه بزرگ است

-

-

تحت تاثیر ارتعاش قرار می گیرد

نیاز به منبع تغذیه دارد

جریان بایستی در آن محدود شود

دارای پایداری عالی است

می تواند شکسنتی هم باشد

می توان از کابل مسی در آن استفاده کرد

خروجی دارای تغییرات 0.4v/°C

می تئان آن را بدون غلاف نصب کرد

 دقت 0.5 تا 5 درجه سانتی گراد

محدوده کار -200 تا +1750 درجه سانتی گراد

حساسیت در نوک

پاسخ 50ms تا 5s

می تواند خیلی کوچک باشد

نیاز به نقطه صفز مزجع دارد

می توان برای اندازه گیری دمای سطح استفاده کرد

در مقابل ارتعاش مقاوم است

نیاز به منبع تغذیه ندارد

دارای اثر خودگرمایی نیست

در دراز مدت دارای انحراف از مقدار است

بسیار محکم و خشن است

سیمهای مخصوص لازم دارد

خروجی 10 تا 40μv/°C

بایستی داخل غلاف نصب شود

خواندن 677 بار آخرین بار تغییر یافته سه شنبه, 15 فروردين 1396 13:54

ارسال نظر

کادرهایی که با علامت (*) مشخص شده اند وارد کردن اطلاعات در آنها الزامی می باشد. کد HTML مجاز نیست.