Termòmetres de resistència: principi de funcionament, tipus i construccions, característiques d'ús

Un dels tipus de termòmetres més populars a la indústria és un termòmetre de resistència, que és un transductor primari per obtenir un valor de temperatura precís que requereix un convertidor normalitzador o un PLC industrial: controlador lògic programable.

Un termòmetre de resistència és una estructura en què un filferro de platí o coure s'enrotlla sobre un marc dielèctric especial, col·locat dins d'una funda protectora segellada, de forma convenient per a la instal·lació.

El funcionament d'un termòmetre de resistència es basa en el fenomen d'una variació de la resistència elèctrica d'un conductor en funció de la seva temperatura (a partir de la temperatura de l'objecte examinat pel termòmetre). La dependència de la resistència del conductor de la temperatura generalment és així: Rt = R0 (1 + at), on R0 és la resistència del conductor a 0 ° C, Rt és la resistència del conductor a t ° C i és el coeficient de resistència a la temperatura de l'element termosensible.

En el procés de canvi de temperatura, les vibracions tèrmiques de la xarxa cristal·lina del metall canvien la seva amplitud i la resistència elèctrica del sensor canvia en conseqüència. Com més alta sigui la temperatura (com més vibra la xarxa cristal·lina), més gran serà la resistència al corrent. La taula anterior mostra les característiques típiques de dos termòmetres de resistència populars.

La carcassa resistent a la calor del sensor està dissenyada per protegir-lo de danys mecànics mentre es mesura la temperatura d'un objecte.

A la foto: 1 - un element sensible fet de filferro de platí o coure, en forma d'espiral, situat sobre una vareta de ceràmica; 2 — cilindre ceràmic porós; 3 — pols de ceràmica; 4 — tub protector exterior d'acer inoxidable; 5 - cables de transmissió de corrent; 6 — tub protector extern d'acer inoxidable; 7 — capçal del termòmetre amb coberta extraïble; 8 - terminals per connectar el cable de sortida; 9 — cable al dispositiu de fixació; 10 - una màniga roscada per a la instal·lació en una canonada amb connexions amb una rosca interna.

Si l'usuari ha determinat amb precisió el propòsit per al qual es necessita un sensor tèrmic i ha seleccionat amb precisió un termòmetre de resistència (convertidor tèrmic de resistència), els criteris més importants per resoldre la propera tasca són: alta precisió (uns 0,1 ° C) , paràmetres d'estabilitat, dependència gairebé lineal de la resistència d'un objecte de temperatura, intercanviabilitat dels termòmetres.

Tipus i disseny

Per tant, depenent del material del qual estigui fet l'element sensible del termòmetre de resistència, aquests dispositius es poden dividir estrictament en dos grups: transductors tèrmics de coure i transductors tèrmics de platí.Els sensors utilitzats a tot el territori de Rússia i els seus veïns més propers estan marcats de la següent manera. Coure - 50M i 100M, platí - 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

Els termòmetres Pt1000 i Pt100 més sensibles s'elaboren mitjançant la catògrafa de la capa més fina de platí sobre un substrat de base ceràmica. Tecnològicament, una petita quantitat de platí (al voltant d'1 mg) es diposita sobre l'element sensible, donant a l'element una mida petita.

Al mateix temps, es conserven les propietats del platí: dependència lineal de la resistència a la temperatura, resistència a altes temperatures, estabilitat tèrmica. Per aquest motiu, els transductors de resistència de platí més populars són Pt100 i Pt1000. Els elements de coure 50M i 100M es fabriquen amb filferro de coure prim enrotllant a mà, i els 50P i 100P de platí enrotllant filferro de platí.

Característiques d'ús

Abans d'instal·lar el termòmetre, heu d'assegurar-vos que el seu tipus s'ha seleccionat correctament, que la característica de calibratge correspon a la tasca, que la longitud de la instal·lació de l'element de treball és adequada i altres característiques de disseny permeten la instal·lació en aquest lloc, per a exteriors. condicions.

Es comprova el sensor per detectar danys externs, es comprova el seu cos, es comprova la integritat del bobinatge del sensor i la resistència d'aïllament.

Alguns factors poden afectar negativament la precisió de la mesura. Si el sensor s'instal·la al lloc equivocat, la longitud de la instal·lació no coincideix amb les condicions de treball, mal segellat, violació de l'aïllament tèrmic de la canonada o d'altres equips, tot això provocarà un error en la mesura de la temperatura.

S'han de comprovar tots els contactes, perquè si el contacte elèctric de les connexions del dispositiu i el sensor és dolent, això està ple d'errors. Hi ha humitat o condensació a la bobina del termòmetre, hi ha un curtcircuit, l'esquema de connexió és correcte (sense cable de compensació, no s'ajusta la resistència de la línia), el calibratge del dispositiu de mesura coincideix amb el calibratge del sensor? Són moments importants als quals sempre hauries de prestar molta atenció.

Aquests són els errors típics que es poden produir en instal·lar un sensor tèrmic:

• Si no hi ha aïllament tèrmic a la canonada, inevitablement provocarà una pèrdua de calor, de manera que s'ha de seleccionar la ubicació de mesura de la temperatura perquè es tinguin en compte tots els factors externs per endavant.

• Una longitud curta o excessiva del sensor pot contribuir a un error a causa d'una instal·lació incorrecta del sensor en el flux de treball del medi objecte d'estudi (el sensor no està instal·lat contra el flux i no al llarg de l'eix del flux, ja que hauria de ser d'acord amb les normes).

• La calibració del sensor no s'ajusta a l'esquema d'instal·lació prescrit en aquesta instal·lació.

• Violació de la condició per compensar la influència parasitària de la temperatura ambient canviant (no s'instal·len els connectors compensadors i el cable compensador, el sensor està connectat al dispositiu de registre de temperatura en un circuit de dos cables).

• No es té en compte la naturalesa de l'entorn: augment de la vibració, ambient químicament agressiu, humitat elevada o ambient d'alta pressió. El sensor ha de complir i suportar les condicions ambientals.

• Contacte fluix o incomplet dels terminals del sensor a causa d'una soldadura deficient o a causa de la humitat (no hi ha segellat del cablejat per penetració accidental d'humitat a la carcassa del termòmetre).