Ce este un detector de temperatură rezistiv
Un detector de temperatură rezistiv măsoară temperatura din variația rezistenței electrice a capsulei sale de detecție. Sintagma descrie componenta de detecție, nu instrumentul complet, iar această distincție este cea practică: sub ea se livrează capsula cu protecția ei imediată și cu firele ei de legătură, nu un ansamblu montat, cu filet de proces, cap și bloc de borne.
Asta îl face achiziția corectă în două situații. Prima este aceea în care cumpărătorul are propria carcasă: un corp turnat din plastic, o placă de circuit imprimat, un bloc metalic prelucrat, un corp de sondă proiectat de el. A doua este aceea în care capsula se cumpără ca să fie încorporată în altceva sau înlocuită în interiorul unui aparat proiectat în jurul unei piese cu terminale, iar un ansamblu complet cu racord de proces ar avea forma greșită și costul greșit.
Sub aceeași titulatură stau două familii. Capsulele metalice, dintre care platina este alegerea obișnuită iar Pt100 și Pt1000 denumirile cunoscute, au o rezistență care crește când se încălzesc și urmează o curbă publicată pe care o capsulă o urmează aproape la fel ca alta. Termistorii semiconductori, în special cei cu coeficient de temperatură negativ, au o rezistență care scade când se încălzesc și se schimbă mult mai abrupt pe un interval îngust. Amândouă sunt detectoare de temperatură rezistive în sens literal și amândouă se livrează ca componente cu terminale, dar nu sunt interschimbabile într-un circuit.
Distincția contează comercial. Un cumpărător care are nevoie de o citire care își ține coerența între instrumente și poate fi verificată ulterior cumpără o capsulă de platină și plătește pentru curba ei. Un cumpărător care are nevoie de o rezoluție fină pe un interval îngust, într-un termostat, într-un acumulator sau într-un aparat electrocasnic, cumpără un termistor și plătește o fracțiune din preț. A vinde una drept cealaltă este locul unde ingineria merge greșit.
Principiul de măsurare: un detector de temperatură rezistiv
Rezistența se schimbă cu temperatura pentru că se schimbă comportamentul electric al materialului. Într-un metal, rețeaua cristalină împrăștie purtătorii de sarcină mai mult pe măsură ce vibrează mai tare, așa că rezistența crește cu temperatura aproape liniar pe un interval moderat și este guvernată de un singur coeficient, de circa 0,00385 pe grad pentru platină. Într-un termistor semiconductor, numărul de purtători de sarcină disponibili se schimbă cu temperatura, iar pentru un tip cu coeficient negativ acel efect domină și rezistența scade abrupt: variația pe grad la temperatura camerei este de câteva ori mai mare decât a unei capsule de platină.
Abruptețea este compromisul. O curbă abruptă rezolvă ușor un increment mic de temperatură, motiv pentru care un termistor se potrivește unui termostat care trebuie să țină o bandă strânsă fără un convertor scump. Aceeași abruptețe face curba puternic neliniară pe un interval larg, așa că citirea trebuie liniarizată față de capsula efectivă, nu față de o curbă standard publicată. O capsulă de platină este mai blândă și mai regulată, ceea ce face curba ei standardizată și citirile ei comparabile între instrumente și de-a lungul anilor.
Rezistența firelor este eroarea din cauza căreia există convenția de cablare. Într-o legătură cu două fire, rezistența firelor de cupru se adaugă la rezistența capsulei și apare ca o deplasare de temperatură pe care circuitul de citire nu o poate distinge de măsurare. O legătură cu trei fire anulează efectul unor fire egale, motiv pentru care este compromisul obișnuit. O legătură cu patru fire scoate rezistența firelor din măsurare aproape în întregime. Alegerea este o decizie de măsurare și se ia în același timp cu capsula, nu după.
Autocălzirea este cealaltă eroare. Orice curent de excitație disipă putere în capsulă, iar creșterea de temperatură care rezultă depinde de cât de repede se poate scurge căldura prin corpul capsulei și prin ce anume este ea montată. O capsulă mică în aer liniștit se încălzește mai mult decât aceeași capsulă într-un lichid în mișcare, așa că curentul de excitație admisibil depinde de instalare, nu doar de capsulă. De aceea o constantă de disipare, acolo unde este publicată, este o afirmație despre o condiție enunțată, nu o proprietate generală.
Opțiuni de configurare
Cea mai mare parte a specificației este fixată de aceste decizii, nu de clasa de precizie. Fiecare o constrânge pe următoarea, de aceea se stabilesc în ordine.
| Decizie | Opțiuni de stabilit | Ce decide de fapt |
| Materialul capsulei | Platină, nichel, cupru sau un termistor semiconductor cu coeficient negativ ori pozitiv | Forma curbei rezistență-temperatură, dacă este standardizată și, deci, dacă citirea poate fi reprodusă de alt instrument sau verificată față de un etalon. |
| Rezistența nominală | 100 Ω, 1000 Ω și altele pentru platină; câțiva kiloohmi la temperatura de referință pentru un termistor | Rezistența pe care trebuie să o rezolve circuitul de citire și curentul de excitație pe care îl poate folosi. O capsulă de 1000 Ω dă de patru ori semnalul uneia de 100 Ω la același curent, ceea ce contează acolo unde rezistența firelor este semnificativă. |
| Clasa de toleranță | O clasă sau un grad care definește abaterea admisă la temperatura de referință și pe domeniu | Cât de departe poate sta capsula față de curba standard. Două capsule din aceeași clasă se potrivesc bine; fără o clasă enunțată, două capsule se potrivesc doar aproape de temperatura de referință. |
| Numărul de conductoare | Două, trei sau patru fire, iar acolo unde capsula este un termistor, practic mereu două fire | Cât din rezistența firelor rămâne în citire. Aceasta este decizia care desparte cel mai des o citire care ține pe un traseu lung de una care, în tăcere, nu ține. |
| Construcția capsulei | Bobinată pe un suport, peliculă subțire pe un substrat sau pastilă turnată ori încapsulată în sticlă | Toleranța la vibrații, cât de repede răspunde capsula, dimensiunea în care poate fi făcută și cât din precizia ansamblului supraviețuiește serviciului. |
| Protecția și firele | Capsulă goală, încapsulată în sticlă sau rășină, tub metalic, plus izolația și lungimea firelor | Ce supraviețuiește capsula în serviciu și cum se montează în carcasa cumpărătorului. Evaluarea de temperatură a izolației firelor este o limită separată de domeniul capsulei și este adesea cea atinsă efectiv prima. |
Cum se alege un detector de temperatură rezistiv
| Criteriu | Cum îl stabiliți | De ce decide răspunsul |
| Dacă citirea trebuie să fie de acord între instrumente | Întrebați dacă două puncte vor fi comparate, dacă o citire va fi repetată ulterior sau dacă valoarea va fi auditată. | Aceasta este întrebarea care desparte cele două familii. O curbă standardizată este ce face posibilă potrivirea, iar un termistor nu are una la o toleranță utilă. |
| Intervalul de acoperit | Luați domeniul de lucru și escapadele, apoi comparați-le cu liniaritatea curbei disponibile. | O capsulă de platină acoperă un interval larg cu o curbă blândă. Un termistor rezolvă fin pe o fereastră îngustă și apoi încetează să mai fie practic, pentru că variația de rezistență pe grad se prăbușește la extremele domeniului lui. |
| Rezoluția de care este efectiv nevoie | Precizați cea mai fină schimbare de temperatură pe care aplicația trebuie să o arate, nu cea mai fină pe care o poate afișa instrumentul. | Rezoluția se cumpără cu semnal și cu calitatea convertorului. Acolo unde cerința este grosieră, o capsulă de platină și un convertor modest sunt suficiente; acolo unde este fină pe o bandă îngustă, termistorul este calea mai ieftină la același rezultat. |
| Distanța până la circuitul de citire | Măsurați traseul și decideți numărul de conductoare înainte de a comanda capsula. | Rezistența firelor se adaugă la măsurare într-un circuit cu două fire și poate fi anulată doar cu mai multe conductoare. Decizia de cablare se ia o dată, la capsulă, și nu poate fi recuperată ulterior din software. |
| Excitația disponibilă | Stabiliți cât curent poate da circuitul de citire și ce putere disipă acesta în capsulă. | Prea puțin curent și semnalul se pierde în zgomot; prea mult și capsula se încălzește singură până la o eroare de citire. O capsulă cu rezistență mică este mai îngăduitoare dintre cele două, ceea ce este un motiv pentru care capsulele de platină de 1000 Ω sunt obișnuite. |
| Cum este montată capsula | Decideți dacă este turnată, strânsă cu o clemă, introdusă într-un buzunar prelucrat sau ținută pe o suprafață. | Drumul termic de la capsulă la ce se măsoară face parte din măsurare. O capsulă cu toleranță excelentă și cu un drum termic slab dă o citire a împrejurimilor ei. |
| Certificarea și trasabilitatea | Precizați dacă este necesar un certificat și ce trebuie să spună el. | La o capsulă cu terminale aceasta este în majoritatea cazurilor o achiziție separată și trebuie aranjată împreună cu capsula, nu adăugată ulterior, pentru că se atașează de piesa concret livrată. |
Cele mai apropiate alternative
Acestea sunt tipurile la care se ajunge de obicei cu o solicitare pentru un detector de temperatură rezistiv și punctul în care alegerea se decide cu adevărat.
| Cea mai apropiată alternativă | Ce îl deosebește de o capsulă detectoare rezistivă |
| Senzori de temperatură RTD | Același principiu de măsurare, livrat ca ansamblu complet: capsulă în teacă, cu racord de proces și cutie de borne. Acolo unde cerința este o sondă montată și racordabilă, nu o componentă, ansamblul este specificația mai completă, iar această pagină este cea greșită. |
| Termocupluri | Generează o tensiune în loc să schimbe o rezistență, așa că nu are nevoie de excitație, răspunde repede și supraviețuiește la temperaturi mai înalte. Ce cedează este coerența între instrumente pe care o curbă de rezistență standardizată o oferă. |
| Transmițătoare de temperatură | Citesc capsula și o convertesc într-o ieșire de buclă și nu fac nicio măsurare proprie. Acolo unde capsula este livrată ca piesă, transmițătorul se montează de obicei departe de ea, nu într-un cap. |
| Regulatoare de temperatură | Citesc capsula și comandă un radiator sau un răcitor către un punct de reglaj. Este locul unde ajunge cel mai des o capsulă cu terminale și este partea care trebuie configurată pentru curba capsulei și pentru numărul de conductoare. |
| Termometre digitale | Portabile și complete, cu afișaj și baterie proprii, destinate verificărilor punctuale. Conțin o capsulă de un anumit fel și nu sunt un substitut pentru ea, pentru că nu pot fi încorporate în alt aparat și nu pot fi lăsate într-un proces. |
Cele două familii împart un nume și aproape nimic altceva. Decideți mai întâi dacă citirea trebuie să fie reproductibilă între instrumente, apoi alegeți capsula, apoi numărul de conductoare.
Ce să includeți în solicitare
Primul răspuns poate fi o ofertă, nu un set de întrebări, dacă solicitarea conține aceste elemente. Acolo unde o cifră nu este cunoscută, trimiteți descrierea destinației de măsurare și vom confirma ce presupune ea.
- Familia capsulei sau comportamentul de citire cerut, dacă familia este deschisă
- Rezistența nominală la temperatura de referință
- Clasa de toleranță sau gradul, și standardul față de care este enunțat
- Domeniul de temperatură și variația așteptată pe grad
- Numărul de conductoare cerut de circuitul de citire
- Construcția capsulei și dimensiunile disponibile în punctul de montaj
- Încapsularea, materialul tubului și felul în care va fi montată capsula
- Lungimea firelor, materialul izolației și evaluarea ei de temperatură
- Dacă este necesar un certificat sau o calibrare trasabilă
- Cantitate, port de destinație și termenul de livrare cerut