Suhu adalah salah satu parameter fisik utama. Penting untuk mengukur dan mengendalikannya baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam produksi. Ada banyak perangkat khusus untuk ini. Termometer resistansi adalah salah satu instrumen paling umum yang digunakan secara aktif dalam sains dan industri. Hari ini kami akan memberi tahu Anda apa itu termometer resistansi, kelebihan dan kekurangannya, dan juga memahami berbagai modelnya.
Isi
Area aplikasi
termometer resistansi adalah perangkat yang dirancang untuk mengukur suhu media padat, cair dan gas. Ini juga digunakan untuk mengukur suhu padatan curah.
Termometer resistensi telah menemukan tempatnya dalam produksi gas dan minyak, metalurgi, energi, perumahan dan layanan komunal dan banyak industri lainnya.
PENTING! Termometer resistansi dapat digunakan di lingkungan netral dan agresif. Ini berkontribusi pada penyebaran perangkat di industri kimia.
Catatan! Termokopel juga digunakan dalam industri untuk mengukur suhu, pelajari lebih lanjut tentangnya dari artikel kami tentang termokopel.
Jenis-jenis sensor dan karakteristiknya
Pengukuran suhu dengan termometer resistansi dilakukan dengan menggunakan satu atau lebih elemen penginderaan resistansi dan penghubung kabel, yang tersembunyi dengan aman dalam kotak pelindung.
Klasifikasi kendaraan terjadi tepat sesuai dengan jenis elemen sensitif.
Termometer ketahanan logam menurut GOST 6651-2009
Berdasarkan GOST 6651-2009 mereka membedakan sekelompok termometer resistansi logam, yaitu TS, yang elemen sensitifnya adalah resistor kecil yang terbuat dari kawat atau film logam.
Pengukur Suhu Platinum
Platinum TS dianggap yang paling umum di antara jenis lainnya, sehingga sering dipasang untuk mengontrol parameter penting. Rentang pengukuran suhu terletak dari -200 °С hingga 650 °С. Karakteristiknya mendekati fungsi linier. Salah satu jenis yang paling umum adalah Pt100 (Pt - platinum, 100 - berarti 100 ohm pada 0 ° C).
PENTING! Kerugian utama dari perangkat ini adalah biaya tinggi karena penggunaan logam mulia dalam komposisi.
Termometer resistansi nikel
Nikel TS hampir tidak pernah digunakan dalam produksi karena kisaran suhu yang sempit (dari -60 °С hingga 180 °С) dan kesulitan operasional, namun, perlu dicatat bahwa mereka memiliki koefisien suhu tertinggi 0,00617 °C-1.
Sebelumnya, sensor seperti itu digunakan dalam pembuatan kapal, namun, sekarang di industri ini telah digantikan oleh kendaraan platinum.
Sensor tembaga (TCM)
Tampaknya jangkauan penggunaan sensor tembaga bahkan lebih sempit daripada yang nikel (hanya dari -50 °С hingga 170 °С), tetapi, bagaimanapun, mereka adalah jenis kendaraan yang lebih populer.
Rahasianya terletak pada murahnya perangkat. Elemen penginderaan tembaga sederhana dan sederhana dalam penggunaan, dan juga sangat baik untuk mengukur suhu rendah atau parameter terkait, seperti suhu udara di toko.
Namun, masa pakai perangkat semacam itu pendek, dan biaya rata-rata TS tembaga tidak terlalu mahal (sekitar 1 ribu rubel).
termistor
Termistor adalah termometer resistansi yang elemen penginderaannya terbuat dari semikonduktor. Ini bisa berupa oksida, halida, atau zat lain dengan sifat amfoter.
Keuntungan dari perangkat ini tidak hanya koefisien suhu tinggi, tetapi juga kemampuan untuk memberikan bentuk apa pun pada produk masa depan (dari tabung tipis ke perangkat yang panjangnya beberapa mikron). Sebagai aturan, termistor dirancang untuk mengukur suhu dari -100 °С hingga +200 °С.
Ada dua jenis termistor:
- termistor - memiliki koefisien resistansi suhu negatif, yaitu, dengan peningkatan suhu, resistansi menurun;
- posistor - memiliki koefisien resistansi suhu positif, yaitu dengan meningkatnya suhu, resistansi juga meningkat.
Tabel kalibrasi untuk termometer resistansi
Tabel kelulusan adalah kisi ringkasan yang dengannya Anda dapat dengan mudah menentukan pada suhu berapa termometer akan memiliki resistansi tertentu. Tabel tersebut membantu pekerja instrumentasi untuk mengevaluasi nilai suhu yang diukur menurut nilai resistansi tertentu.
Di dalam tabel ini, ada sebutan kendaraan khusus. Anda dapat melihatnya di baris teratas. Angka berarti nilai resistansi sensor pada 0 °C, dan hurufnya adalah logam dari mana sensor itu dibuat.
Untuk menunjuk logam, gunakan:
- P atau Pt - platina;
- M - tembaga;
- N - Nikel.
Misalnya, 50M adalah RTD tembaga, dengan resistansi 50 ohm pada 0 ° C.
Di bawah ini adalah bagian dari tabel kalibrasi termometer.
| 50M (ohm) | 100M (Ohm) | 50P (Ohm) | 100P (Ohm) | 500P (Ohm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °C | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °C | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °C | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 °С | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 °С | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
kelas toleransi
Kelas toleransi tidak boleh bingung dengan konsep kelas akurasi. Dengan bantuan termometer, kita tidak secara langsung mengukur dan melihat hasil pengukuran, tetapi mentransfer nilai hambatan yang sesuai dengan suhu sebenarnya ke penghalang atau perangkat sekunder. Oleh karena itu, konsep baru telah diperkenalkan.
Kelas toleransi adalah perbedaan antara suhu tubuh yang sebenarnya dan suhu yang diperoleh selama pengukuran.
Ada 4 kelas akurasi TS (dari yang paling akurat hingga perangkat dengan kesalahan yang lebih besar):
- A A;
- TETAPI;
- B;
- DARI.
Berikut adalah bagian dari tabel kelas toleransi, Anda dapat melihat versi lengkapnya di GOST 6651-2009.
| Kelas akurasi | Toleransi, °С | Kisaran suhu, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Tembaga TS | Platinum TS | Nikel TS | ||
| A A | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | dari -50 °С hingga +250 °С | - |
| TETAPI | ±(0,15+0,002 |t|) | dari -50 °С hingga +120 °С | dari -100 °С hingga +450 °С | - |
| PADA | ±(0,3 + 0,005 |t|) | dari -50 °С hingga +200 °С | dari -195 °С hingga +650 °С | - |
| DARI | ±(0,6 + 0,01 |t|) | dari -180 °С hingga +200 °С | dari -195 °С hingga +650 °С | -60 °С hingga +180 °С |
Diagram koneksi
Untuk mengetahui nilai hambatan harus diukur. Ini dapat dilakukan dengan memasukkannya ke dalam rangkaian pengukuran. Untuk ini, 3 jenis sirkuit digunakan, yang berbeda dalam jumlah kabel dan akurasi pengukuran yang dicapai:
- sirkuit 2-kawat. Ini berisi jumlah kabel minimum, yang berarti ini adalah opsi termurah. Namun, ketika memilih skema ini, tidak mungkin untuk mencapai akurasi pengukuran yang optimal - resistansi kabel yang digunakan akan ditambahkan ke resistansi termometer, yang akan menyebabkan kesalahan tergantung pada panjang kabel. Dalam industri, skema seperti itu jarang digunakan. Ini hanya digunakan untuk pengukuran di mana akurasi khusus tidak penting, dan sensor terletak di dekat konverter sekunder. 2-kawat ditunjukkan pada gambar kiri.
- sirkuit 3-kawat. Tidak seperti versi sebelumnya, kabel tambahan ditambahkan di sini, segera terhubung ke salah satu dari dua kabel pengukur lainnya. Tujuan utamanya adalah kemampuan untuk mendapatkan hambatan dari kabel yang terhubung dan kurangi nilai ini (mengimbangi) dari nilai terukur dari sensor. Perangkat sekunder, selain pengukuran utama, juga mengukur resistansi antara kabel tertutup, sehingga memperoleh nilai resistansi kabel koneksi dari sensor ke penghalang atau sekunder. Karena kabel ditutup, nilai ini harus nol, tetapi pada kenyataannya, karena panjang kabel yang besar, nilai ini dapat mencapai beberapa ohm.Selanjutnya, kesalahan ini dikurangi dari nilai yang diukur, memperoleh pembacaan yang lebih akurat, karena kompensasi resistansi kabel. Koneksi seperti itu digunakan dalam banyak kasus, karena merupakan kompromi antara akurasi yang diperlukan dan harga yang dapat diterima. 3-kawat digambarkan pada figur tengah.
- sirkuit 4-kawat. Tujuannya sama seperti saat menggunakan sirkuit tiga kabel, tetapi kompensasi kesalahan ada pada kedua kabel uji. Dalam rangkaian tiga-kawat, nilai resistansi kedua kabel uji diasumsikan sama, tetapi sebenarnya mungkin sedikit berbeda. Dengan menambahkan kawat keempat lainnya dalam rangkaian empat kawat (korsleting ke lead tes kedua), dimungkinkan untuk memperoleh nilai resistansi secara terpisah dan hampir sepenuhnya mengkompensasi semua resistansi dari kabel. Namun, sirkuit ini lebih mahal, karena konduktor keempat diperlukan, dan oleh karena itu diimplementasikan baik di perusahaan dengan dana yang cukup, atau dalam pengukuran parameter di mana akurasi yang lebih besar diperlukan. Skema koneksi 4-kawat bisa dilihat di gambar sebelah kanan.
Catatan! Untuk sensor Pt1000, sudah pada nol derajat, resistansinya adalah 1000 ohm. Anda dapat melihatnya, misalnya, pada pipa uap, di mana suhu yang diukur adalah 100-160 ° C, yang setara dengan sekitar 1400-1600 ohm. Hambatan kabel, tergantung pada panjangnya, kira-kira 3-4 ohm, mis. mereka praktis tidak mempengaruhi kesalahan dan tidak ada gunanya menggunakan skema koneksi tiga atau empat kawat.
Keuntungan dan kerugian termometer resistansi
Seperti instrumen lainnya, penggunaan termometer resistansi memiliki sejumlah kelebihan dan kekurangan. Mari kita pertimbangkan mereka.
Keuntungan:
- karakteristik hampir linier;
- pengukuran cukup akurat (kesalahan tidak lebih dari 1°С);
- beberapa model murah dan mudah digunakan;
- pertukaran perangkat;
- stabilitas kerja.
Kekurangan:
- rentang pengukuran kecil;
- agak rendah membatasi suhu pengukuran;
- kebutuhan untuk menggunakan skema koneksi khusus untuk meningkatkan akurasi, yang meningkatkan biaya implementasi.
Termometer resistansi adalah perangkat umum di hampir semua industri. Lebih mudah untuk mengukur suhu rendah dengan perangkat ini tanpa takut akan keakuratan data yang diperoleh. Termometer tidak terlalu tahan lama, namun harga yang wajar dan kemudahan mengganti sensor menutupi kelemahan kecil ini.
Artikel serupa:
