Mi a különbség a 2-, 3-, és 4 vezetékes RTD érzékelők?

Ellenállási hőmérsékleti detektorok (KTF-ek) olyan típusú hőmérsékleti érzékelő, amelyet pontosságuk miatt széles körben használnak különféle ipari alkalmazásokban, megismételhetőség, és a stabilitás. Ezek az eszközök a hőmérsékletet úgy mérik, hogy érzékelik az ellenállás változását, amikor az anyag hőmérséklete megváltozik.

A legfontosabb különbség között 2-, 3-, És a 4 vezetékes RTD érzékelők abban rejlik, hogy miként kezelik a csatlakozó huzalok ellenállását, a 2-vezetékes a legkevésbé pontos, mivel magában foglalja a huzalállóságot a mérésben, 3-A vezeték részben kompenzálja azt, és a 4 vezeték teljesen kiküszöböli a huzalállóságot, A legmagasabb pontosság biztosítása, hanem a legbonyolultabb és legdrágább végrehajtás is; A 3-vezetékes huzalozás a leggyakrabban használt opció az ipari alkalmazásokhoz.

2-Vezetékes RTD:
Legegyszerűbb kialakítás, legolcsóbb.
Méri mind az RTD elem, mind az összekötő vezetékek ellenállását, pontatlan leolvasásokhoz vezet, különösen hosszú huzalhosszúsággal.
Alkalmazható olyan alkalmazásokra, ahol a nagy pontosság nem kritikus.

3-Vezetékes RTD:
Egy extra huzalt használ, hogy részben kompenzálja az összekötő vezetékek ellenállását.
Jobb pontosságot kínál a 2-vezetékhez képest, az ipari környezetben a leggyakrabban használt leggyakrabban.
Jó egyensúlyt biztosít a pontosság és a költségek között.

4-Vezetékes RTD:
A legpontosabb konfigurációnak tekintik, mivel teljesen elkülöníti az RTD elem ellenállását az összekötő vezetékektől.
Összetettebb áramkört igényel, és gyakran használják laboratóriumi alkalmazásokban, ahol nagy pontosságra van szükség.
Az emlékezet legfontosabb pontjai:
Pontosság: 4-huzal > 3-huzal > 2-huzal
Költség: 2-huzal < 3-huzal < 4-huzal
Alkalmazás: 2-Vezeték az alapvető alkalmazásokhoz, 3-Huzal a legtöbb ipari felhasználáshoz, 4-Huzal a nagy pontosságú mérésekhez

Rozsdamentes acél RTD platina hőálló hőmérséklet -érzékelő ipari és orvosi berendezésekhez

TPE befecskendezési hőmérséklet érzékelő RTD PT100 csövekhez

4-huzal RTD platina hőálló érzékelő a hőmérsékleti adóhoz

Az RTD szondák különféle konfigurációkban kaphatók, beleértve a 2-vezetéket, 3-huzal, és 4 vezetékes modellek. Jelentős különbségek vannak az ilyen típusok között, amelyeket figyelembe kell venni az alkalmazáshoz megfelelő eszköz kiválasztásakor.
Figyelembe veendő tényezők

Amikor a 2-vezetéket választja, 3-huzal, és 4 vezetékes RTD érzékelők, Számos tényezőt kell figyelembe venni, beleértve:

Környezeti tényezők
Bizonyos környezeti tényezők, például magas szintű elektromos zaj vagy interferencia, olyan interferenciát hozhat létre, amely mérési hibákat okozhat.

Alkalmazási követelmény
Különböző alkalmazásokhoz eltérő pontossági küszöböt igényelnek. Alapvető fontosságú, hogy az érzékelő elegendő pontosságot biztosítson egy adott alkalmazáshoz.

Költségvetési korlátozások
Amikor egy adott alkalmazáshoz RTD -t választanak, A költség fontos szempont. Mert a 4 vezetékes konfiguráció több összetevőt foglal magában, 4-A vezetékes RTD-k általában drágábbak, mint a 2-vezetékes vagy 3 vezetékes RTD-k.
RTD vezetékkonfigurációs típusok

Az RTD áramkör konfigurálásának módja meghatározza, hogy az érzékelő ellenállását pontosan kiszámítják, és mekkora külső ellenállás az áramkörben torzíthatja a hőmérséklet leolvasását.

A három konfigurációs típus mindegyike, 2-huzal, 3-huzal, és 4 vezetékes, saját előnyei és hátrányai vannak, És a megfelelő kiválasztása az alkalmazástól függ. Az egyes konfigurációk jellemzőinek megértésével, A mérnökök és a technikusok biztosíthatják, hogy az RTD érzékelőt a leghatékonyabban használják.

2-Az RTD vezetékes konfigurációja
A 2-vezetékes RTD konfiguráció a legegyszerűbb az RTD áramköri minták közül. Ebben a soros konfigurációban, Az egyetlen ólom összekapcsolja az RTD elem mindkét végét a megfigyelő eszközzel. Mivel az áramkörre kiszámított ellenállás magában foglalja a vezetékek és az RTD csatlakozó közötti ellenállást, valamint az elemben lévő ellenállást, Az eredmény mindig tartalmaz bizonyos fokú hibákat.

2-Az RTD platina ellenállás hőmérséklet -érzékelőjének vezetékkonfigurációs diagramja

A körök a kalibrációs pontok elemi határait képviselik. A RE ellenállás az ellenállás elemből származik, És ez az érték pontos hőmérsékleti mérést fog adni nekünk. Sajnos, Amikor ellenállási mérést végezünk, A műszer rtotalt jelöl:

Ahol rt = R1 + R2 + R3

Ez magasabb hőmérsékleti leolvasást eredményez, mint a tényleges mért hőmérséklet leolvasása. Noha ez a hiba csökkenthető a kiváló minőségű tesztvezetékek és csatlakozók használatával, Lehetetlen teljesen kiküszöbölni.

Ezért, A 2 vezetékes RTD-konfiguráció a leghasznosabb, ha nagy ellenállású érzékelőkkel vagy olyan alkalmazásokkal használják, ahol nem szükséges nagyon nagy pontosság.

3-Az RTD vezetékes konfigurációja
A 3 vezetékes RTD-konfiguráció a leggyakrabban használt RTD áramköri tervezés, amelyet gyakran látnak az ipari folyamatban és a megfigyelő alkalmazásokban. Ebben a konfigurációban, Két vezeték csatlakoztassa az érzékelő elemet az érzékelő elem egyik oldalán lévő megfigyelő eszközhöz, az egyik vezeték pedig a másik oldalon csatlakoztatja.

3-Az RTD platina ellenállás hőmérséklet -érzékelőjének vezetékkonfigurációs diagramja

Ha három azonos típusú vezetéket használnak, és azok hossza egyenlő, akkor R1 = R2 = R3. Az ólomok ellenállásának mérésével 1 és 2 és az ellenálló elem, A teljes rendszer ellenállás (R1 + R2 + RE) megmérik.

Ha az ellenállást szintén megmérik a vezetékeken keresztül 2 és 3 (R2 + R3), Csak a vezetők ellenállása van, és mivel az összes ólom ellenállás egyenlő, kivonva ezt az értéket (R2 + R3) A teljes rendszer ellenállásból ( R1 + R2 + RE) Csak a RE levelek, és pontos hőmérsékleti mérést végeztek.

Mivel ez egy átlagos eredmény, A mérés csak akkor lesz pontos, ha mindhárom vezetéknek azonos ellenállása van.

4-Az RTD vezetékes konfigurációja
Ez a konfiguráció a legbonyolultabb, és ezért a leginkább időigényes és drágább telepítés, de ez a legpontosabb eredményeket hoz.
A híd kimeneti feszültsége közvetetten jelzi az RTD ellenállást. A hídnak négy összekötő vezetékre van szüksége, Külső tápegység, és három ellenállás nulla hőmérsékleti együtthatóval. Annak megakadályozása érdekében, hogy a három híd ellenállás ugyanolyan hőmérsékleten legyen kitéve, mint az RTD érzékelő, Az RTD -t egy pár hosszabbító vezetékkel elkülönítik a hídból.

4-Az RTD platina ellenállás hőmérséklet -érzékelőjének vezetékkonfigurációs diagramja

Ezek a kiterjesztési vezetékek reprodukálják azt a problémát, amelyben eredetileg felmerültünk: A hosszabbító vezetékek ellenállása befolyásolja a hőmérséklet leolvasását. Ez a hatás minimalizálható egy három vezetékes hídkonfiguráció használatával.

4 vezetékes RTD konfigurációban, Két vezeték csatlakoztassa az érzékelő elemet az érzékelő elem mindkét oldalán lévő megfigyelő eszközhöz. Az egyik vezetékkészlet biztosítja az áramot a méréshez, és a másik vezetékkészlet méri a feszültségcsökkenést az ellenálláson.

A 4 vezetékes konfigurációval, A műszer állandó áramot szolgáltat (én) külső vezetékeken keresztül 1 és 4. Az RTD Wheatstone -híd nemlineáris kapcsolatot teremt az ellenállás változásai és a híd kimeneti feszültségének változásai között. Az RTD már nemlineáris hőmérséklet-rezisztencia-jellemzőjét tovább bonyolítja az, hogy szükség van egy kiegészítő egyenletre, hogy a híd kimeneti feszültségét az egyenértékű RTD impedanciává alakítsa..

A feszültségcsökkenést a belső vezetékek között mérik 2 és 3. Ezért, v = irből, Egyedül tudjuk az elem ellenállását, az ólom ellenállás nem érinti. Ez csak előnye a három vezetékes konfigurációhoz képest, ha különböző vezetékeket használnak, Ami ritkán így van.

Ez a 4 vezetékes híd kialakítása teljes mértékben kompenzálja az összes ólom és a köztük lévő csatlakozók ellenállását. A 4 vezetékes RTD konfigurációt elsősorban laboratóriumokban és más környezetekben használják, ahol nagy pontosság szükséges.

2-Vezetékkonfiguráció zárt hurokkal

Egy másik konfigurációs lehetőség, Bár ma ritka, a standard 2 vezetékes konfiguráció, mellette zárt huzalok hurok. Ez a konfiguráció ugyanúgy működik, mint a 3 vezetékes konfiguráció, de egy további vezetéket használ ennek megvalósításához. Külön huzalpárt biztosítanak hurokként, hogy kompenzálják az ólom ellenállást és az ólom ellenállás környezeti változásait.

PT1000 Platinum-ellenállás 2 vezetékes TD hőmérséklet-érzékelő a barbecue grillhez

Max31865 3 vezetékes RTD platina-ellenállás-detektor

RTD platina ellenállás hőmérséklet -érzékelő lítium akkumulátorhoz

Következtetés

Az RTD konfigurációk értékes eszköz az iparban – képes teljesíteni a legtöbb pontossági követelményt. A megfelelő konfigurációs kiválasztással, Az RTD szondák pontos méréseket tudnak biztosítani, amelyek megbízhatóak és megismételhetők különféle durva környezetekben. A legjobb eredmények elérése érdekében, Fontos, hogy teljes mértékben megértsük a rendelkezésre álló különféle típusú vezetékkonfigurációkat, és válasszuk ki azt, amely a legjobban megfelel az alkalmazás igényeinek. A megfelelő konfigurációval, Az RTD érzékelők képesek pontos és megbízható hőmérsékleti méréseket biztosítani.