Οι αισθητήρες είναι οι συσκευές που χρησιμοποιούνται από ηλεκτρονικό, ηλεκτρικό και μηχανικό εξοπλισμό για την αλληλεπίδραση με το εξωτερικό περιβάλλον. Αυτά χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση διαφόρων τύπων φυσικών φαινομένων όπως τάσεις, ρεύμα, επιτάχυνση, κ.λπ.… Οι αισθητήρες χρησιμοποιούν διάφορες αρχές για τη μέτρηση αυτών των φυσικών ποσοτήτων. Όπως το πιεζοηλεκτρικό εφέ χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της τάσης και του ρεύματος, το εφέ Hall χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της μαγνητικής πυκνότητας κ.λπ. Αυτός ο αισθητήρας αντικαθιστά γρήγορα θερμοστοιχεία.
Τι είναι ένας αισθητήρας RTD;
Ο όρος RTD σημαίνει Ανιχνευτής θερμοκρασίας αντίστασης. Αυτός ο αισθητήρας είναι επίσης γνωστός ως θερμόμετρο αντίστασης. Αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας.
Συνήθως, διατίθενται ως λεπτό σύρμα από νικέλιο ή χαλκό από πλατίνα, τυλιγμένο γύρω από κεραμικό ή γυάλινο πυρήνα. Αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιεί τη σχέση θερμοκρασίας / αντίστασης του καλωδίου για τη μέτρηση της θερμοκρασίας.
Με τη χρήση της σχέσης αντίστασης θερμοκρασίας Vs μπορεί κανείς να βρει το ποσό της αλλαγής που συνέβη στην τιμή αντίστασης του αισθητήρα, για μια αλλαγή βαθμού στη θερμοκρασία. Το μέταλλο λευκόχρυσου έχει μια σταθερή σχέση αντίστασης-θερμοκρασίας σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών.
Για το νικέλιο, το ποσό της αλλαγής στην αντίσταση λόγω αλλαγής της θερμοκρασίας γίνεται μη γραμμικό, σε θερμοκρασία πάνω από 3000Γ. Με βάση τη συμπεριφορά τους, σε διαφορετικά εύρη θερμοκρασίας, τα υλικά επιλέγονται για να φτιάξουν το λεπτό σύρμα, το οποίο χρησιμοποιείται στην ΕΤΑ.
Το RTD μπορεί να κατασκευαστεί σε διάφορες μορφές και σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι καλύτερα από τα θερμοστοιχεία για σταθερότητα, ακρίβεια και επαναληψιμότητα. Το RTD απαιτεί μια πηγή ισχύος για να λειτουργήσει. Σε αντίθεση με το θερμοστοιχείο που χρησιμοποιεί το εφέ Seebeck για τη δημιουργία τάσης, το RTD χρησιμοποιεί ηλεκτρική αντίσταση.
Αρχή λειτουργίας
Η λειτουργία του αισθητήρα RTD βασίζεται στη σχέση αντίστασης-θερμοκρασίας του υλικού που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του. Η ποσότητα της αλλαγής που φαίνεται στην τιμή αντίστασης του υλικού που προκαλείται λόγω ανά βαθμό αύξησης της θερμοκρασίας μετράται και ο αισθητήρας βαθμονομείται ανάλογα.
Αισθητήρας RTD
Το ανθεκτικό στοιχείο είναι εύθραυστο, απαιτούν πάντα μόνωση. Τα καλώδια μονωτή είναι προσαρτημένα στο στοιχείο. Για θερμοκρασία κάτω των 250ήΧρησιμοποιούνται μονωτές C όπως καουτσούκ πυριτίου και PVC. Ένα μεταλλικό κράμα που είναι χημικά αδρανές στη θερμοκρασία χρησιμοποιείται ως προστατευτικό περίβλημα, για τη στέγαση του σημείου μέτρησης και των αγωγών.
Από τη θερμοκρασία 00C έως μια τιμή θερμοκρασίας όπου η αλλαγή είναι γραμμική, θεωρείται ως το εύρος θερμοκρασίας του αισθητήρα. Αυτό εξαρτάται από το υλικό του καλωδίου που χρησιμοποιείται στον αισθητήρα. Για πλατίνα χρησιμοποιείται το εύρος είναι έως 6600Γ. Το νικέλιο είναι κατάλληλο για θερμοκρασίες κάτω των 3000ΝΤΟ.
Η γραμμική προσέγγιση της σχέσης αντίστασης-θερμοκρασίας των μετάλλων μεταξύ 00C και 1000Το C θεωρείται ως τα σημαντικά χαρακτηριστικά του μετάλλου που χρησιμοποιείται ως σύρμα στον αισθητήρα.
Ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης δίνεται ως
α =(R100–R0) / (1000Γ.Κ.0)
Όπου R0και R100είναι η αντίσταση του αισθητήρα στη θερμοκρασία 00C και 1000C αντίστοιχα.
Εφαρμογές ΕΤΑ
- Ο αισθητήρας RTD χρησιμοποιείται στην αυτοκινητοβιομηχανία για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του κινητήρα, ενός αισθητήρα στάθμης λαδιού, των αισθητήρων θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής. Στην επικοινωνία και τα όργανα για την ανίχνευση της υπερβολικής θερμοκρασίας του ενισχυτές , κέρδος τρανζίστορ σταθεροποιητές , και τα λοιπά…
- Το RTD χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικά είδη ισχύος, υπολογιστές, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, χειρισμό και επεξεργασία τροφίμων, βιομηχανικά ηλεκτρονικά, ιατρικά ηλεκτρονικά, στρατιωτικά και αεροδιαστημικά.
Παραδείγματα ΕΤΑ
Μερικά από τα παραδείγματα του αισθητήρα RTD είναι αισθητήρας ψυκτικού, θερμοκρασία λαδιού μετάδοσης. αισθητήρες, αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής, ανιχνευτές πυρκαγιάς κ.λπ ..
Λόγω της ακρίβειας και της σταθερότητάς τους, RTD Αισθητήρες αντικαθιστούν γρήγορα θερμοζεύγη σε βιομηχανικές εφαρμογές. Το RTD μπορεί να δώσει υψηλότερες τιμές ακρίβειας. Η ΕΤΑ μπορεί να είναι σταθερή για πολλά χρόνια σε σύγκριση με το θερμοστοιχείο , το οποίο παραμένει σταθερό μόνο για λίγες ώρες χρήσης. Υπάρχουν ΕΤΑ στην καθημερινή μας συσκευή όπως καφετιέρες, κινητά τηλέφωνα. Ποια από τις εφαρμογές ΕΤΑ έχετε συναντήσει;
