A hőmérséklet az egyik fő fizikai paraméter. Mérése és ellenőrzése mind a mindennapi életben, mind a termelésben fontos. Számos speciális eszköz létezik erre. Az ellenálláshőmérő az egyik legelterjedtebb, a tudományban és az iparban aktívan használt műszer. Ma elmondjuk, mi az ellenálláshőmérő, annak előnyei és hátrányai, valamint megértjük a különböző modelleket.
Tartalom
Alkalmazási terület
ellenállás hőmérő szilárd, folyékony és gáznemű közeg hőmérsékletének mérésére tervezett eszköz. Az ömlesztett szilárd anyagok hőmérsékletének mérésére is használják.
Az ellenálláshőmérő megtalálta a helyét a gáz- és olajtermelésben, a kohászatban, az energetikában, a lakás- és kommunális szolgáltatásokban és sok más iparágban.
FONTOS! Az ellenálláshőmérők semleges és agresszív környezetben egyaránt használhatók. Ez hozzájárul az eszköz vegyiparban való elterjedéséhez.
Jegyzet! A hőelemeket az iparban is használják hőmérsékletmérésre, tudjon meg többet róluk cikkünk a hőelemekről.
Az érzékelők típusai és jellemzőik
Az ellenálláshőmérővel történő hőmérsékletmérés egy vagy több ellenállás-érzékelő elem és csatlakozás segítségével történik vezetékek, amelyek biztonságosan el vannak rejtve egy védőtokban.
A jármű besorolása pontosan az érzékeny elem típusa szerint történik.
Fémellenállás hőmérő a GOST 6651-2009 szerint
Alapján GOST 6651-2009 megkülönböztetik a fémellenállás-hőmérők egy csoportját, vagyis a TS-t, amelynek érzékeny eleme egy fémhuzalból vagy fóliából készült kis ellenállás.
Platina hőmérsékletmérők
A platina TS-t a többi típus közül a legelterjedtebbnek tekintik, ezért gyakran fontos paraméterek vezérlésére telepítik őket. A hőmérséklet mérési tartománya fekszik -200 °С és 650 °С között. A karakterisztika közel áll egy lineáris függvényhez. Az egyik leggyakoribb típus az Pt100 (Pt - platina, 100 - 100 ohmot jelent 0 ° C-on).
FONTOS! Ennek az eszköznek a fő hátránya a magas költség a nemesfém összetételében való felhasználása miatt.
Nikkel ellenállás hőmérők
A nikkel TS-t szinte soha nem használják a gyártásban a szűk hőmérsékleti tartomány miatt (-60 °С és 180 °С között) és működési nehézségek, azonban meg kell jegyezni, hogy ezek rendelkeznek a legmagasabb hőmérsékleti együtthatóval 0,00617 °C-1.
Korábban az ilyen érzékelőket a hajógyártásban használták, most azonban ebben az iparágban platina járművekre váltották őket.
Réz érzékelők (TCM)
Úgy tűnik, hogy a réz érzékelők felhasználási köre még szűkebb, mint a nikkeleké (csak -50 °С és 170 °С között), ennek ellenére ők a legnépszerűbb járműtípusok.
A titok a készülék olcsóságában rejlik. A réz érzékelőelemek használata egyszerű és igénytelen, emellett kiválóan alkalmas alacsony hőmérséklet vagy kapcsolódó paraméterek mérésére is, mint például az üzlet levegőjének hőmérséklete.
Egy ilyen eszköz élettartama azonban rövid, és a réz TS átlagos költsége nem túl drága (körülbelül 1 ezer rubel).
Termisztorok
A termisztorok olyan ellenálláshőmérők, amelyek érzékelőeleme félvezetőből készül. Ez lehet oxid, halogenid vagy más amfoter tulajdonságú anyagok.
Ennek az eszköznek az előnye nem csak a magas hőmérsékleti együttható, hanem az is, hogy bármilyen formát ad a jövőbeli terméknek (vékony csőből néhány mikron hosszú eszköz). A termisztorokat általában a hőmérséklet mérésére tervezték -100 °С és +200 °С között.
Kétféle termisztor létezik:
- termisztorok - negatív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkeznek, vagyis a hőmérséklet növekedésével az ellenállás csökken;
- posistorok - pozitív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkeznek, vagyis a hőmérséklet emelkedésével az ellenállás is nő.
Ellenálláshőmérők kalibrációs táblázatai
A beosztási táblázatok egy összefoglaló rács, amely segítségével könnyen meghatározhatja, hogy a hőmérő milyen hőmérsékleten lesz egy bizonyos ellenállása. Az ilyen táblázatok segítenek a műszeres dolgozóknak a mért hőmérséklet értékének egy bizonyos ellenállási érték szerint történő értékelésében.
Ezen a táblázaton belül speciális járműmegjelölések találhatók. A felső sorban láthatja őket. A szám az érzékelő ellenállásértékét jelenti 0°C-on, a betű pedig azt a fémet, amelyből készült.
A fém megjelöléséhez használja:
- P vagy Pt - platina;
- M - réz;
- N - Nikkel.
Például az 50M egy réz RTD, amelynek ellenállása 0 °C-on 50 ohm.
Az alábbiakban a hőmérők kalibrációs táblázatának részlete látható.
| 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 |
Tolerancia osztály
A tűrésosztályt nem szabad összetéveszteni a pontossági osztály fogalmával. A hőmérő segítségével nem közvetlenül mérjük és látjuk a mérési eredményt, hanem a tényleges hőmérsékletnek megfelelő ellenállásértéket továbbítjuk a sorompókra vagy másodlagos eszközökre. Ezért egy új koncepciót vezettek be.
A tolerancia osztály a tényleges testhőmérséklet és a mérés során kapott hőmérséklet közötti különbség.
A TS pontosságnak 4 osztálya van (a legpontosabbtól a nagyobb hibával rendelkező eszközökig):
- AA;
- DE;
- B;
- TÓL TŐL.
Itt van a toleranciaosztályok táblázatának egy részlete, a teljes verziót megtekintheti GOST 6651-2009.
| Pontossági osztály | Tolerancia, °С | Hőmérséklet tartomány, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| Réz TS | Platina TS | Nikkel TS | ||
| AA | ±(0,1 + 0,0017 |t|) | - | -50 °С és +250 °С között | - |
| DE | ±(0,15+0,002 |t|) | -50 °С és +120 °С között | -100 °С és +450 °С között | - |
| NÁL NÉL | ±(0,3 + 0,005 |t|) | -50 °С és +200 °С között | -195 °С és +650 °С között | - |
| TÓL TŐL | ±(0,6 + 0,01 |t|) | -180 °С és +200 °С között | -195 °С és +650 °С között | -60 °С és +180 °С között |
Csatlakozási diagram
Az ellenállás értékének megállapításához meg kell mérni. Ezt úgy lehet megtenni, hogy beépítjük a mérőkörbe. Ehhez 3 típusú áramkört használnak, amelyek különböznek a vezetékek számától és az elért mérési pontosságtól:
- 2 vezetékes áramkör. Minimális számú vezetéket tartalmaz, ami azt jelenti, hogy ez a legolcsóbb lehetőség. Ennek a sémának a kiválasztásakor azonban nem lehet elérni az optimális mérési pontosságot - a használt vezetékek ellenállása hozzáadódik a hőmérő ellenállásához, ami a vezetékek hosszától függően hibát okoz. Az iparban ritkán alkalmaznak ilyen rendszert. Csak olyan mérésekhez használják, ahol a különleges pontosság nem fontos, és az érzékelő a másodlagos konverter közvetlen közelében található. 2 vezetékes a bal oldali képen látható.
- 3 vezetékes áramkör. Az előző verziótól eltérően itt egy további vezetéket adnak hozzá, röviden csatlakoztatva a másik két mérő egyikéhez. Fő célja az a csatlakoztatott vezetékek ellenállásának megszerzésének képessége és vonjuk ki ezt az értéket (kompenzálni) az érzékelő által mért értékből. A másodlagos eszköz a fő mérésen túlmenően a zárt vezetékek közötti ellenállást is méri, ezáltal megkapja az érzékelőtől a sorompóig vagy a szekunderig tartó csatlakozó vezetékek ellenállásának értékét. Mivel a vezetékek zártak, ennek az értéknek nullának kell lennie, de valójában a vezetékek nagy hossza miatt ez az érték több ohmot is elérhet.Ezenkívül ezt a hibát levonják a mért értékből, pontosabb leolvasást kapva a vezetékek ellenállásának kompenzációja miatt. A legtöbb esetben ilyen kapcsolatot alkalmaznak, mivel ez kompromisszum a kívánt pontosság és az elfogadható ár között. 3 vezetékes a központi ábrán látható.
- 4 vezetékes áramkör. A cél ugyanaz, mint a háromvezetékes áramkör használatakor, de a hibakompenzáció mindkét mérővezetéken megvan. Egy háromvezetékes áramkörben mindkét mérővezeték ellenállásértéke azonos értékű, de valójában kissé eltérhet. Egy további negyedik vezeték hozzáadásával egy négyeres áramkörbe (rövidre zárva a második tesztvezetékhez), külön-külön is meg lehet kapni az ellenállás értékét, és szinte teljesen kompenzálni lehet a vezetékek összes ellenállását. Ez az áramkör azonban drágább, mivel szükség van egy negyedik vezetékre, ezért vagy megfelelő finanszírozású vállalkozásokban, vagy olyan paraméterek mérésében valósítják meg, ahol nagyobb pontosságra van szükség. 4 vezetékes csatlakozási séma a jobb oldali képen láthatod.
Jegyzet! Pt1000 érzékelőnél már nulla fokon az ellenállás 1000 ohm. Láthatja őket például egy gőzcsövön, ahol a mért hőmérséklet 100-160 ° C, ami körülbelül 1400-1600 ohmnak felel meg. A vezetékek ellenállása hossztól függően hozzávetőlegesen 3-4 ohm, pl. gyakorlatilag nem befolyásolják a hibát, és nincs sok értelme a három-négy vezetékes csatlakozási sémának.
Az ellenálláshőmérők előnyei és hátrányai
Mint minden műszernek, az ellenálláshőmérőknek is számos előnye és hátránya van. Tekintsük őket.
Előnyök:
- csaknem lineáris jellemző;
- a mérések elég pontosak (hiba legfeljebb 1°С);
- egyes modellek olcsók és könnyen használhatók;
- az eszközök felcserélhetősége;
- munka stabilitása.
Hibák:
- kis mérési tartomány;
- meglehetősen alacsony határérték mérési hőmérséklet;
- speciális csatlakozási sémák használatának szükségessége a nagyobb pontosság érdekében, ami növeli a megvalósítás költségeit.
Az ellenálláshőmérő szinte minden iparágban elterjedt eszköz. Ezzel a készülékkel kényelmesen mérhet alacsony hőmérsékletet anélkül, hogy félne a kapott adatok pontosságától. A hőmérő nem túl strapabíró, azonban a kedvező ár és az érzékelő cseréjének egyszerűsége fedezi ezt a kis hátrányt.
Hasonló cikkek:
