Werkingsprincipe van de RTD-sensor en zijn toepassingen

Sensoren zijn de apparaten die door elektronische, elektrische en mechanische apparatuur worden gebruikt om te communiceren met de externe omgeving. Deze worden gebruikt voor het meten van verschillende soorten fysieke verschijnselen zoals spanningen, stroom, versnelling, enz. Sensoren maken gebruik van verschillende principes om deze fysieke grootheden te meten. Zoals piëzo-elektrisch effect wordt gebruikt voor het meten van spanning en stroom, Hall-effect wordt gebruikt voor het meten van magnetische dichtheid, enz... RTD - Weerstandstemperatuurdetector, is een temperatuurdetectorsensor die de relatie tussen temperatuur en weerstand van de geleider gebruikt om de temperatuur te meten. Deze sensor vervangt snel thermokoppels.

Wat is een RTD-sensor?

De term RTD staat voor Resistance Temperature Detector. Deze sensor wordt ook wel Weerstandsthermometer genoemd. Deze sensor wordt gebruikt om de temperatuur te meten.

Normaal gesproken zijn ze verkrijgbaar als fijne draad van platina-nikkel of koper, gewikkeld rond een keramische of glazen kern. Deze sensor maakt gebruik van de temperatuur/weerstandsrelatie van de draad om de temperatuur te meten.

Door gebruik te maken van de temperatuur versus de weerstandsrelatie kan men de hoeveelheid verandering vinden die is gebeurd met de weerstandswaarde van de sensor, voor een graadverandering in de temperatuur. Platinametaal heeft een stabiele weerstand-temperatuurrelatie over een breed temperatuurbereik.

Voor nikkel wordt de hoeveelheid verandering in weerstand als gevolg van verandering in temperatuur niet-lineair, bij een temperatuur boven 300 ⁰ C. Op basis van hun gedrag, bij verschillende temperatuurbereiken, worden materialen gekozen om de dunne draad te maken, die wordt gebruikt in RTD.

RTD kan in verschillende vormen worden geconstrueerd en in sommige gevallen zijn ze beter dan thermokoppels voor stabiliteit, nauwkeurigheid en herhaalbaarheid. RTD vereist een stroombron om te werken. In tegenstelling tot thermokoppel dat het Seebeck-effect gebruikt om een ​​spanning te genereren, maakt RTD gebruik van elektrische weerstand.

Werkingsprincipe

De werking van de RTD-sensor is gebaseerd op de weerstand-temperatuurverhouding van het materiaal dat voor de constructie is gebruikt. De hoeveelheid verandering die wordt gezien in de weerstandswaarde van het materiaal veroorzaakt door temperatuurstijging per graad wordt gemeten en de sensor wordt dienovereenkomstig gekalibreerd.

Het resistieve element is kwetsbaar, ze hebben altijd isolatie nodig. Isolatiekabels zijn aan het element bevestigd. Voor temperaturen onder 250 ^o C-isolatoren zoals siliconenrubber, PVC worden gebruikt. Een metaallegering die chemisch inert is voor de temperatuur, wordt gebruikt als een beschermende huls, voor het huisvesten van het meetpunt en de leidingen.

Vanaf de temperatuur van 0 ⁰ C tot een temperatuurwaarde waarbij de verandering lineair is, wordt beschouwd als het temperatuurbereik van de sensor. Dit is afhankelijk van het materiaal van de draad die in de sensor wordt gebruikt. Voor platina is het bereik maximaal 660 ⁰ C. Nikkel is geschikt voor temperaturen onder 300 ⁰ C.

De lineaire benadering van de weerstand-temperatuurrelatie van de metalen tussen 0 ⁰ C en 100 ⁰ C wordt beschouwd als de significante eigenschappen van het metaal dat als draad in de sensor wordt gebruikt.

De temperatuurcoëfficiënt van weerstand wordt gegeven als

α =(R₁₀₀ –R₀ )/ (100 ⁰ C.R₀ )

Waar R₀ en R₁₀₀ zijn de weerstanden van de sensor bij temperatuur 0 ⁰ C en 100 ⁰ C respectievelijk.

Toepassingen van RTD

• RTD-sensor wordt in auto's gebruikt om de motortemperatuur te meten, een oliepeilsensor, inlaatluchttemperatuursensoren. In communicatie en instrumentatie voor het detecteren van de te hoge temperatuur van versterkers, transistorversterkingsstabilisatoren, enz ...
• RTD wordt gebruikt in vermogenselektronica, computers, consumentenelektronica, voedselverwerking en -verwerking, industriële elektronica, medische elektronica, het leger en de ruimtevaart.

Voorbeelden van RTD

Enkele voorbeelden van RTD-sensoren zijn koelvloeistofsensor, transmissieolietemp. sensoren, inlaatluchttemperatuursensor, branddetectoren, enz.

Vanwege hun nauwkeurigheid en stabiliteit vervangen RTD-sensoren snel thermokoppels in industriële toepassingen. RTD kan hogere nauwkeurigheidswaarden geven. RTD kan vele jaren stabiel zijn in vergelijking met het thermokoppel, dat slechts een paar uur stabiel blijft. Er zijn RTD aanwezig in onze dagelijkse apparaten zoals koffiemachines, mobiele telefoons. Welke toepassing van RTD bent u tegengekomen?