Weerstandsthermometers - werkingsprincipe, typen en constructies, gebruikskenmerken

Een van de meest populaire soorten thermometers in de branche is een weerstandsthermometer, die een primaire transducer is om een ​​nauwkeurige temperatuurwaarde te verkrijgen waarvoor een extra, normaliserende omvormer of een industriële PLC-programmeerbare logische controller.

Een weerstandsthermometer is een structuur waarin een platina- of koperdraad is gewikkeld op een speciaal diëlektrisch frame, geplaatst in een verzegelde beschermhoes, handig van vorm voor installatie.

De werking van een weerstandsthermometer is gebaseerd op het fenomeen van een verandering in de elektrische weerstand van een geleider, afhankelijk van de temperatuur (van de temperatuur van het object dat door de thermometer wordt onderzocht). De afhankelijkheid van de weerstand van de geleider van de temperatuur ziet er over het algemeen als volgt uit: Rt = R0 (1 + at), waarbij R0 de weerstand van de geleider bij 0 ° C is, Rt de weerstand van de geleider bij t ° C is, en is de temperatuurcoëfficiënt van weerstand van het warmtegevoelige element.

Tijdens het veranderen van de temperatuur veranderen de thermische trillingen van het kristalrooster van het metaal hun amplitude en verandert de elektrische weerstand van de sensor dienovereenkomstig. Hoe hoger de temperatuur, hoe meer het kristalrooster trilt, hoe hoger de stroomweerstand. De bovenstaande tabel toont de typische kenmerken van twee populaire weerstandsthermometers.

De hittebestendige behuizing van de sensor is ontworpen om hem te beschermen tegen mechanische schade tijdens het meten van de temperatuur van een object.

Op de foto: 1 — een gevoelig element gemaakt van platina of koperdraad, in de vorm van een spiraal, gelegen op een keramische staaf; 2 — poreuze keramische cilinder; 3 — keramisch poeder; 4 — beschermende buitenbuis van roestvrij staal; 5 — stroomtransmissiedraden; 6 — externe beschermbuis van roestvrij staal; 7 - thermometerkop met afneembaar deksel; 8 — terminals voor het aansluiten van de uitvoerdraad; 9 — draad naar het bevestigingsapparaat; 10 - een mof met schroefdraad voor installatie in een pijpleiding met verbindingen met een interne schroefdraad.

Als de gebruiker nauwkeurig heeft bepaald voor welk doel een thermische sensor nodig is en nauwkeurig een weerstandsthermometer (weerstandsthermische omzetter) heeft geselecteerd, dan zijn de belangrijkste criteria voor het oplossen van de komende taak: hoge nauwkeurigheid (ongeveer 0,1 ° C) , stabiliteitsparameters, bijna lineaire afhankelijkheid van de weerstand van een temperatuurobject, uitwisselbaarheid van thermometers.

Soorten en ontwerp

Dus, afhankelijk van het materiaal waaruit het gevoelige element van de weerstandsthermometer is gemaakt, kunnen deze apparaten strikt in twee groepen worden verdeeld: koperen thermische transducers en platina thermische transducers.Sensoren die op het hele grondgebied van Rusland en zijn naaste buren worden gebruikt, zijn als volgt gemarkeerd. Koper - 50M en 100M, platina - 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

De meest gevoelige Pt1000- en Pt100-thermometers worden gemaakt door de dunste laag platina op een keramisch basissubstraat te sputteren. Technologisch wordt een kleine hoeveelheid platina (ongeveer 1 mg) afgezet op het gevoelige element, waardoor het element een klein formaat krijgt.

Tegelijkertijd blijven de eigenschappen van platina behouden: lineaire weerstandsafhankelijkheid van temperatuur, weerstand tegen hoge temperaturen, thermische stabiliteit. Om deze reden zijn de meest populaire platina-weerstandstransducers Pt100 en Pt1000. De koperen elementen 50M en 100M worden gemaakt door dunne koperdraad met de hand te wikkelen, en de platina 50P en 100P door platinadraad te wikkelen.

Kenmerken van gebruik

Voordat u de thermometer installeert, moet u ervoor zorgen dat het type correct is geselecteerd, dat de kalibratiekarakteristiek overeenkomt met de taak, dat de lengte van de installatie van het werkelement geschikt is en dat andere ontwerpkenmerken installatie op deze plaats mogelijk maken, voor buiten voorwaarden.

De sensor wordt gecontroleerd op externe schade, de behuizing wordt gecontroleerd, de integriteit van de sensorwikkeling wordt gecontroleerd, evenals de isolatieweerstand.

Sommige factoren kunnen de nauwkeurigheid van de meting negatief beïnvloeden. Als de sensor op de verkeerde plaats is geïnstalleerd, komt de lengte van de installatie niet overeen met de werkomstandigheden, slechte afdichting, schending van de thermische isolatie van de pijpleiding of andere apparatuur - dit alles zal een fout in de temperatuurmeting veroorzaken.

Alle contacten moeten worden gecontroleerd, want als het elektrische contact in de aansluitingen van het apparaat en de sensor slecht is, zit dit vol met fouten. Komt er vocht of condens op de thermometerspoel, is er kortsluiting, klopt het aansluitschema (geen compensatiedraad, geen lijnweerstandsregeling), komt de kalibratie van het meetapparaat overeen met de kalibratie van de sensor? Dit zijn belangrijke momenten waar je altijd goed op moet letten.

Dit zijn de typische fouten die kunnen optreden bij het installeren van een thermische sensor:

• Als er geen thermische isolatie op de pijpleiding zit, leidt dit onvermijdelijk tot warmteverlies, dus de temperatuurmeetlocatie moet zo worden gekozen dat vooraf rekening wordt gehouden met alle externe factoren.

• Een korte of buitensporige lengte van de sensor kan bijdragen aan een fout als gevolg van onjuiste installatie van de sensor in de werkstroom van het bestudeerde medium (de sensor is niet geïnstalleerd tegen de stroom in, en niet langs de as van de stroom, aangezien het moet volgens de regels zijn).

• De sensorkalibratie voldoet niet aan het voorgeschreven installatieschema in deze faciliteit.

• Overtreding van de voorwaarde voor het compenseren van de parasitaire invloed van de veranderende omgevingstemperatuur (compensatiepluggen en compensatiedraad zijn niet geïnstalleerd, de sensor is verbonden met het temperatuurregistratieapparaat in een tweedraads circuit).

• Er wordt geen rekening gehouden met de aard van de omgeving: verhoogde trillingen, chemisch agressieve omgeving, hoge luchtvochtigheid of hogedrukomgeving. De sensor moet voldoen aan en bestand zijn tegen de omgevingsomstandigheden.

• Los of onvolledig contact van de sensoraansluitingen door slecht solderen of door vocht (geen afdichting van de bedrading tegen onbedoeld binnendringen van vocht in de thermometerbehuizing).