Apa itu detektor suhu resistansi
Detektor suhu resistansi mengukur suhu dari perubahan resistansi listrik pada elemen sensornya. Frasa itu menyebut komponen pendeteksi, bukan instrumen yang lengkap, dan perbedaan itulah yang secara praktis penting: yang dipasok di bawah nama itu adalah elemen beserta perlindungan langsungnya dan kabel penghubungnya, bukan rakitan terpasang dengan ulir proses, kepala, dan blok terminal.
Hal itu menjadikannya pembelian yang tepat dalam dua situasi. Pertama, ketika pembeli memiliki housing sendiri: badan plastik cetak, papan sirkuit tercetak, balok logam hasil permesinan, atau badan probe rancangan mereka sendiri. Kedua, ketika elemen sensor dibeli untuk dibangun ke dalam sesuatu yang lain, atau diganti di dalam perangkat yang memang dirancang untuk komponen berkaki, dan ketika rakitan penuh dengan sambungan proses akan salah bentuk serta salah biaya.
Dua keluarga duduk di bawah nama yang sama. Elemen logam, yang biasanya platina dengan Pt100 dan Pt1000 sebagai sebutan yang dikenal, punya resistansi yang naik saat menghangat dan mengikuti kurva terbitan yang satu elemen ikuti sama seperti elemen lainnya. Termistor semikonduktor, khususnya jenis koefisien suhu negatif, punya resistansi yang turun saat menghangat dan berubah jauh lebih curam pada rentang yang sempit. Keduanya adalah detektor suhu resistansi secara harfiah, dan keduanya dipasok sebagai komponen berkaki, tetapi tidak dapat dipertukarkan di dalam suatu rangkaian.
Perbedaan itu penting secara komersial. Pembeli yang membutuhkan nilai baca yang tetap konsisten antar instrumen dan dapat diverifikasi kemudian sedang membeli elemen platina dan membayar kurvanya. Pembeli yang membutuhkan resolusi halus pada rentang sempit, di dalam termostat, paket baterai, atau peralatan rumah tangga, sedang membeli termistor dan membayar hanya sebagian kecil harganya untuk itu. Menjual yang satu sebagai yang lain adalah di situlah rekayasanya keliru.
Cara detektor suhu resistansi mengukur
Resistansi berubah bersama suhu karena perilaku listrik material berubah. Pada logam, kisi lebih banyak menghamburkan pembawa muatan ketika bergetar lebih keras, sehingga resistansi naik terhadap suhu dengan cara yang hampir linier pada rentang moderat dan dikuasai oleh satu koefisien, sekitar 0,00385 per derajat untuk platina. Pada termistor semikonduktor, jumlah pembawa muatan yang tersedia berubah terhadap suhu, dan untuk jenis berkoefisien negatif efek itulah yang mendominasi sehingga resistansi turun secara curam: perubahan per derajat pada suhu ruang beberapa kali lipat perubahan elemen platina.
Kecuraman adalah harga yang ditukar. Kurva yang curam mengurai kenaikan suhu kecil dengan mudah, itulah sebabnya termistor cocok untuk termostat yang harus menjaga pita sempit tanpa konverter mahal. Kecuraman yang sama membuat kurva sangat tidak linier pada rentang lebar, sehingga nilai baca harus dilinerkan terhadap elemen yang sebenarnya, bukan terhadap kurva standar terbitan. Elemen platina lebih landai dan lebih teratur, dan itulah yang membuat kurvanya terstandar serta nilai bacanya dapat diperbandingkan antar instrumen dan dari tahun ke tahun.
Resistansi kabel adalah kesalahan yang menjebak orang, dan itulah alasan konvensi pengawatan ada. Pada koneksi dua kabel, resistansi kabel tembaga ditambahkan ke resistansi elemen dan muncul sebagai simpangan suhu yang tidak dapat dipisahkan oleh rangkaian pembacaan dari hasil pengukuran. Koneksi tiga kabel membatalkan efek kabel yang sama, itulah sebabnya itu kompromi yang lazim. Koneksi empat kabel menghilangkan resistansi kabel dari pengukuran hampir seluruhnya. Pilihannya adalah keputusan pengukuran, dan dibuat bersamaan dengan elemen, bukan setelahnya.
Pemanasan sendiri adalah kesalahan yang lain. Arus eksitasi apa pun mendisipasikan daya di dalam elemen, dan kenaikan suhu yang timbul bergantung pada seberapa cepat panas dapat keluar melalui badan elemen itu sendiri dan melalui sesuatu tempat elemen itu dipasang. Elemen kecil dalam udara tenang menghangat lebih banyak daripada elemen yang sama dalam cairan yang bergerak, sehingga arus eksitasi yang diizinkan bergantung pada pemasangannya, bukan pada elemen seorang diri. Itu juga sebabnya konstanta disipasi, bila dipublikasikan, merupakan pernyataan tentang kondisi yang dinyatakan, bukan sifat yang umum.
Pilihan konfigurasi
Sebagian besar spesifikasi ditetapkan oleh keputusan-keputusan ini, bukan oleh kelas akurasi. Masing-masing membatasi berikutnya, sehingga semuanya diselesaikan berurutan.
| Keputusan | Pilihan yang perlu ditetapkan | Yang benar-benar menetapkan jawabannya |
| Material elemen | Platina, nikel, tembaga, atau termistor semikonduktor berkoefisien negatif atau positif | Bentuk kurva resistansi-suhu, apakah kurva itu terstandar, dan karena itu apakah nilai bacanya dapat direproduksi oleh instrumen lain atau diverifikasi terhadap acuan. |
| Resistansi nominal | 100 Ω, 1000 Ω, dan lainnya untuk platina; beberapa kilo-ohm pada suhu acuan untuk termistor | Resistansi yang harus dapat diurai rangkaian pembacaan dan arus eksitasi yang dapat digunakannya. Elemen 1000 Ω membangkitkan sinyal empat kali lipat elemen 100 Ω pada arus yang sama, yang berarti ketika resistansi kabel besar. |
| Kelas toleransi | Sebuah kelas atau tingkat yang menetapkan simpangan yang diizinkan pada suhu acuan dan di seluruh rentang | Seberapa jauh elemen boleh berada dari kurva standar. Dua elemen dari kelas yang sama sangat sepakat; tanpa kelas yang dinyatakan, dua elemen hanya sepakat di sekitar suhu acuan. |
| Jumlah konduktor | Dua, tiga, atau empat kabel, dan bila elemennya termistor, pada dasarnya selalu dua kabel | Seberapa banyak resistansi kabel yang tertinggal di dalam nilai baca. Keputusan inilah yang paling sering memisahkan nilai baca yang bertahan pada lintasan panjang dari nilai baca yang diam-diam tidak bertahan. |
| Konstruksi elemen | Kawat lilitan pada penyangga, lapisan tipis pada substrat, atau manik yang dicetak maupun dienkapsulasi kaca | Toleransi getaran, seberapa cepat elemen merespons, ukuran yang dapat dibuatnya, dan seberapa besar akurasi rakitan yang bertahan dalam pemakaian. |
| Perlindungan dan kabel penghubung | Elemen polos, enkapsulasi kaca atau resin, tabung logam, serta isolasi dan panjang kabel penghubung | Apa yang dapat ditahan elemen dalam pemakaian dan bagaimana ia dipasang ke housing milik pembeli sendiri. Batas suhu isolasi kabel penghubung adalah batas yang terpisah dari rentang elemen dan sering justru batas yang pertama kali tercapai. |
Cara memilih detektor suhu resistansi
| Faktor | Cara menetapkannya | Mengapa hal itu menetapkan jawabannya |
| Apakah nilai baca harus sepakat antar instrumen | Tanyakan apakah dua titik akan diperbandingkan, apakah suatu nilai baca akan diulang kemudian, atau apakah nilainya akan diaudit. | Inilah pertanyaan yang memisahkan kedua keluarga. Kurva terstandar adalah yang membuat kesepakatan mungkin, dan termistor tidak memilikinya pada toleransi yang berguna. |
| Rentang yang harus dicakup | Ambil rentang kerja dan ekskursinya, lalu bandingkan dengan linearitas kurva yang tersedia. | Elemen platina mencakup rentang lebar dengan kurva landai. Termistor mengurai dengan halus pada jendela sempit lalu berhenti praktis, karena perubahan resistansi per derajat runtuh di ujung-ujung rentangnya. |
| Resolusi yang sebenarnya dibutuhkan | Nyatakan perubahan suhu terkecil yang harus ditunjukkan aplikasi, bukan terkecil yang mampu ditampilkan instrumen. | Resolusi dibeli dengan sinyal dan dengan kualitas konverter. Ketika tuntutannya kasar, elemen platina dengan konverter sederhana sudah memadai; ketika tuntutannya halus pada pita sempit, termistor adalah jalan lebih murah ke hasil yang sama. |
| Jarak ke rangkaian pembacaan | Ukur panjang lintasan dan tetapkan jumlah konduktor sebelum elemen dipesan. | Resistansi kabel ditambahkan ke hasil pengukuran pada rangkaian dua kabel dan hanya dapat dibatalkan dengan konduktor yang lebih banyak. Keputusan pengawatan dibuat satu kali, pada elemen, dan tidak dapat dipulihkan kemudian lewat perangkat lunak. |
| Eksitasi yang tersedia | Tetapkan berapa besar arus yang mampu dicatu rangkaian pembacaan dan daya apa yang terdisipasi di dalam elemen karenanya. | Arus terlalu kecil dan sinyal hilang dalam derau; terlalu besar dan elemen menghangatkan dirinya sampai menjadi kesalahan baca. Elemen beresistansi rendah lebih pemaaf di antara keduanya, yang merupakan salah satu alasan elemen platina 1000 Ω umum dipakai. |
| Bagaimana elemen dipasang | Tetapkan apakah ia ditanam dalam resin, dijepit, dimasukkan ke kantong hasil permesinan, atau ditekan pada permukaan. | Jalur termal dari elemen ke apa pun yang sedang diukur adalah bagian dari pengukuran. Elemen bertoleransi sangat baik dengan jalur termal yang buruk memberi nilai baca tentang sekitarnya sendiri. |
| Sertifikasi dan ketertelusuran | Nyatakan apakah sertifikat dibutuhkan dan apa yang harus tercantum di dalamnya. | Pada elemen berkaki ini adalah pembelian yang terpisah dalam kebanyakan kasus, dan harus diurus bersama elemennya, bukan ditambahkan kemudian, karena ia melekat pada bagian tertentu yang dipasok. |
Alternatif terdekat
Ini adalah tipe yang biasanya menjadi inti permintaan untuk detektor suhu resistansi, dan titik di mana pilihannya benar-benar ditentukan.
| Alternatif terdekat | Apa yang membedakannya dari elemen detektor resistansi |
| Sensor suhu RTD | Prinsip pengukuran yang sama, dipasok sebagai rakitan lengkap: elemen di dalam selubung, dengan sambungan proses dan kepala terminal. Ketika yang dibutuhkan adalah probe yang terpasang dan dapat dihubungkan, bukan sebuah komponen, rakitan adalah spesifikasi yang lebih lengkap dan halaman ini adalah halaman yang salah. |
| Termokopel | Membangkitkan tegangan alih-alih mengubah resistansi, sehingga tidak memerlukan eksitasi, merespons cepat, dan bertahan pada suhu yang lebih tinggi. Yang dikorbankannya adalah konsistensi antar instrumen yang disediakan kurva resistansi terstandar. |
| Transmitter suhu | Membaca elemen dan mengubahnya menjadi keluaran rangkaian, dan tidak melakukan pengukuran sendiri. Ketika elemen dipasok sebagai komponen, transmitter biasanya dipasang di tempat terpisah darinya, bukan di dalam kepala. |
| Controller suhu | Membaca elemen dan menggerakkan pemanas atau pendingin menuju titik setel. Di situlah elemen berkaki paling sering berakhir, dan ia adalah bagian yang harus dikonfigurasi untuk kurva serta jumlah konduktor elemen. |
| Termometer digital | Portabel dan lengkap, dengan display dan baterainya sendiri, ditujukan untuk pemeriksaan sesaat. Ia mengandung semacam elemen dan bukan pengganti elemen, karena tidak dapat dibangun ke perangkat lain atau ditinggalkan di dalam proses. |
Kedua keluarga berbagi nama dan hampir tidak ada kesamaan lain. Tetapkan lebih dulu apakah nilai baca harus dapat direproduksi antar instrumen, lalu pilih elemennya, lalu pilih jumlah konduktornya.
Yang perlu disertakan dalam permintaan
Balasan pertama dapat berupa penawaran harga, bukan kumpulan pertanyaan, bila permintaan memuat rinciannya. Bila suatu angka tidak diketahui, kirimkan uraian tugas pengukurannya dan kami akan mengonfirmasi konsekuensinya.
- Keluarga elemen, atau perilaku pembacaan yang dibutuhkan bila keluarganya masih terbuka
- Resistansi nominal pada suhu acuan
- Kelas atau tingkat toleransi, dan standar acuannya
- Rentang suhu dan perubahan yang diharapkan per derajat
- Jumlah konduktor yang dibutuhkan rangkaian pembacaan
- Konstruksi elemen dan dimensi yang tersedia di titik pemasangan
- Enkapsulasi, material tabung, dan bagaimana elemen akan dipasang
- Panjang kabel penghubung, material isolasinya, dan batas suhunya
- Apakah diperlukan sertifikat atau kalibrasi yang dapat ditelusuri
- kuantitas, pelabuhan tujuan, dan tanggal kirim yang diminta