حسگر مقاومتی دما RTD

سنسور RTD یا حسگر مقاومتی دما چیست؟

حسگر مقاومتی دما یا RTD که مخفف عبارت Resistance Temperature Detector می باشد، سنسور اندازه گیری دما به روش تماسی می باشد. هایپر صنعت فامکو ارائه دهنده انواع حسگر دما مقاومتی است که بر اساس فاکتورهای مختلف زیر دسته بندی شده و از سوی مشتری قابل انتخاب هستند.

• سنسورهای RTD بر اساس نوع آلیاژ به کار رفته در ساخت‌
• سنسورهای RTD بر اساس مقاومت آنها در دمای صفر درجه سانتیگراد
• سنسورهای RTD بر اساس اتصالات و تعداد سیم های بکار رفته در ساخت
• سنسورهای RTD بر اساس نوع کاربری و شکل ظاهری
• سنسورهای RTD بر اساس روش ساخت

بازدیدکننده محترم، در صورت بازدید این صفحه با موبایل، لطفا جهت رویت کامل جداول، زمانی که روی جداول هستید تصویر را به سمت چپ یا راست بکشید (برخی جداول به دلیل بزرگی ممکن است در صفحه نمایش شما به صورت کامل نمایش داده نشوند، همچنین می توانید موبایل خود را به صورت افقی بگیرید تا جداول را بهتر ببینید.).

مشخصات فنی حسگر مقاومتی دما یا سنسور RTD

دسته بندی انواع سنسورهای RTD (حسگر یا آشکارساز دما مقاومتی)

سنسور دما مقاومتی یا آشکارساز دما مقاومتی به روش های گوناگون دسته بندی می شود که در زیر با هر یک آشنا خواهیم شد:

انواع سنسورهای RTD (حسگر یا آشکارساز دما مقاومتی)

از آنجا که سنسورهای RTD بر اساس فلزهایی خاص همچون پلاتین، نیکل، مس و غیره ساخته میگردد، می توان این انواع RTD ها را بر اساس نوع آلیاژ به کار رفته در آن دسته بندی کرد که هر یک محدوده دمایی خاص خود را دارد.

• پلاتین: رنج دمای منفی 260 درجه تا 650 درجه سانتیگراد
• نیکل: رنج دمای منفی 100 درجه تا 300 درجه سانتیگراد
• مس: رنج دمای منفی 75 درجه تا 150 درجه سانتیگراد
• آلیاژ نیکل و آهن: رنج دمای صفر درجه تا 200 درجه سانتیگراد

در ساخت سنسورهای RTD، استفاده از آلیاژ پلاتین رایج تر سایر موارد می باشد چون هم پایداری بالاتری نسبت به سایر موارد دارد و هم مقاومت بالایی در برابر خورندگی دارد. همچنین دارای محدوده دمایی بالاتری می باشد که از مزیت های این نوع آلیاژ محسوب می گردد.

انواع سنسورهای RTD بر اساس مقاومت آن‌ ها در دمای صفر درجه سانتی گراد

در دمای صفر درجه سانتیگراد مقاومت سنسورهای RTD اندازه گیری می شود و بر این اساس نام گذاری می گردند. بطور مثال چنانچه مقاومت سنسور در دمای صفر درجه سانتیگراد برابر 50 اهم باشد، نام سنسور PT50 می باشد که عبارت PT بیان کننده جنس فلز (پلاتین) می باشد. از این رو سنسورهای RTD را می توان بر اساس مقاومت آنها در دمای صفر درجهسانتی گراد دسته بندی کرد.

• سنسور PT50: دارای مقاومت 50 اهم در دمای صفر درجه سانتیگراد می باشد و به دلیل محدوده دمایی پایین استفاده کمتری در صنعت دارد.
• سنسور PT100:  سنسور PT100 دارای مقاومت 100 اهم در دمای صفر درجه سانتیگراد می باشد که در سه نوع ساده، سرامیکی و کونیک ساخته می شود و هریک محدوده دمایی خاص خود را دارد.
• سنسور PT500: دارای مقاومت 500 اهم در دمای صفر درجه سانتیگراد می باشد و این سنسور دارای کیفیت بالاتری نسبت به سایر موارد می باشد و دارای قیمت بالاتری نیز می باشد.
• سنسور PT1000: دارای مقاومت 1000 اهم در دمای صفر درجه سانتیگراد می باشد و در سه نوع فیلمانی، شیشه‌ای و سرامیکی ساخته می شود.

انواع سنسورهای RTD بر اساس اتصالات و تعداد سیم های بکار رفته در ساخت

برای خواندن دقیق دما از یک RTD، مقاومت المان حسگر RTD باید اندازه گیری شود. هر سیم رابط مسی که به المان حسگر RTD وصل می شود خود دارای مقاومت است که این مقاومت به مقاومت المان حسگر RTD اضافه می شود. اگر مقاومت اضافه شده نادیده گرفته شود، خطا بوجود می آید و اندازه گیری دما دقیق نخواهد بود. خطای حاصل، تاثیر سیم رابط خوانده می شود. هر چه طول سیم بیشتر باشد خطا بیشتر خواهد بود.

برای جبران کردن تاثیر سیم رابط، RTD های سه سیمه و چهارسیمه به جای دو سیمه استفاده می شوند. از این رو سنسورهای RTD را می توان بر اساس تعداد سیم های بکار رفته در ساخت آن نیز دسته بندی کرد.

سنسور RTD دو سیم

این نوع سنسور از دقت پایینی برخوردار است و امکان حذف مقاومت سیم وجود ندارد.

سنسور RTD سه سیم

این نوع سنسور از دقت بالاتری بر خوردار است و در صورتی که سیم ها مقاومت یکسانی داشته باشند می تواند مقاومت را حذف کند.

سنسور RTD چهار سیم

در این نوع سنسور نیز در صورتی که مقاومت سیم ها برابر باشد امکان حذف مقاومت می باشد. دقت بسیار بالایی نسبت به مدل های دو سیم و سه سیم دارد و در موارد خاص به کار می رود. دارای دو سیم برای انتقال جریان حسگر و دو سیم جهت اندازه گیری ولتاژ روی عنصر حسگر می باشند. RTD های چهار سیمه بهترین جبران سازی را دارند زیرا قادرند مقاومت سیم ها را بدون توجه به طول هر یک از سیم ها کاملا جبران کنند و در سرویس های حساسی که به دقت بالایی نیاز دارند، استفاده شوند. در این روش، 4 نقطه سنس، افت ولتاژ حاصل در اندازه گیری را که منجر به ایجاد خطا می شود، حذف می کنند تا دقت اندازه گیری بالا رود. هر ولتاژ ترموالکتریک نشتی تولید شده ناشی از جنس متفاوت سیم یا اتصالات پیچ ها با برعکس کردن جهت جریان 1 میلی آمپر و اتصالات به ولت متر دیجیتال (DVM)، حذف می کند. ولتاژ های ترموالکتریک فقط در یک جهت تولید می شوند.

انواع سنسورهای RTD بر اساس نوع کاربری و شکل ظاهری

• نوع کابلی (سیمی)
• نوع میله ای هددار

سنسور های RTD از فلز هایی با جنس خاص همچون پلاتین، نیکل یا مس ساخته شده است و مقاومت الکتریکی آنها با نوسان دما به صورت خطی تغییر می کند. مقاومت الکتریکی عموما با افزایش دما، افزایش می یابد و در این حالت تجهیز اندازه گیری ضریب دمایی مثبت دارد. مقدار ضریب دمایی، حساسیت RTD را تعیین می کند. از آنجا که سنسور های RTD شکننده هستند، درون یک پوسته محافظ قرار داده می شوند.

انواع سنسورهای RTD بر اساس روش ساخت:

سنسور های RTD با توجه به نحوه ساخت به دو نوع سیم پیچی شده و فیلم نازک تقسیم می شوند که در زیر به شرح هر یک می پردازیم.

سنسور RTD سیم پیچی شده

اکثر عناصر RTD از یک سیم پیچ خورده ریز در اطراف هسته سرامیکی یا شیشه ای تشکیل شده است. این عنصر معمولا بسیار شکننده است، بنابراین برای محافظت در برابر اتصال کوتاه و ایجاد مقاومت لرزشی غالبا درون یک پراب غلاف قرار می گیرد. RTD های سیم پیچی شده پایدار می باشند اما به دلیل پایین بودن هدایت الکتریکی بین پلاتین و نقطه مورد اندازه گیری، دارای پاسخ حرارتی کند می باشند. این نوع سنسور ها جهت کار در هر محیط و هر نوع کاربردی مناسب می باشند.

سنسور RTD فیلم نازک

در سنسور RTD فیلم نازک یک لایه پلاتین به شکل مقاومت روی یک لایه سرامیک قرار می گیرد و سپس این فیلم با شیشه یا اپوکسی پوشانده می شود تا در برابر رطوبت و ارتعاش مقاوم گردد. RTD های فیلم نازک دارای پاسخ حرارتی سریع، حساسیت پایین نسبت به ارتعاش و دارای قابلیت ایجاد مقاومت بالاتر برای یک اندازه مشخص می باشند. این RTD ها دارای پایداری کمتری نسبت به RTD های سیم پیچی شده می باشند ولی به دلیل قیمت بسیار پایین تر، کاربرد بسیار فراوانی دارند.

تصاویر RTD

(سنسور، پوسته و دیگر اجزاء)

در جدول زیر ضریب دمایی و حساسیت انواع سنسور های پلاتین نشان داده شده است.

* تمامی مقادیر ضریب دمایی مقاومت در جدول فوق برابر 0.00385 اهم بر درجه سانتی گراد می باشد.

معادله Callendar-Van Dusen

میزان تغییر مقاومت در اثر تغییر دما به صورت زیر محاسبه می شود.

R0 (1+α_1T+ α_2T2+…+ α_nTn+…)

دقت سنسور RTD

دقت ترکیبی از تحمل مقاومت پایه یا تحمل مقاومت در دمای کالیبراسیون و ضریب دمای تحمل مقاومت یا تحمل در شیب مشخصه است. در واقع هنگامی که در مورد دقت صحبت می کنیم معمولا منظور درجه انحراف، درجه حرارت یا درجه تحمل آن سنسور می باشد. استاندارد های مختلفی برای بیان دقت و تحمل RTD های پلاتین وجود دارد که متداول ترین آن IEC 751 1995 می باشد و دارای دو کلاس عملکرد A و B می باشد.

*مقدار استاندارد در جدول فوق IEC751 می باشد.

* در جدول فوق مقادیر برای کلاس A/B بیان شده است.

نمودار تغییرات مقاومت برحسب دما در سنسور های RTD

مطابق شکل زیر هر دما بالاتر یا پایین تر از این دما عملکردی سنسور ها باشد، دقت سنسور کاهش می یابد.

نمودار استاندارد دقت در سنسور RTD

کاربرد RTD

• صنعت نفت و گاز
• صنعت آب و فاضلاب
• نیروگاهها
• هواسازها و سیستم های سرمایشی
• صنایع شیمیایی و پتروشیمی

مزایای حسگر مقاومتی دما RTD

مزایای استفاده از RTD ها در مقایسه با ترموکوپل ها

• دقت و تکرارپذ یری بهتر دارند.
• سیگنال RTD ها حساسیت کمتری به نویز دارد و نسبت سیگنال به نویز آن ها بیشتر است.
• در محدوده دمای کاری، خطی تر هستند.
• خطاهای مربوط به اتصال سرد در RTD ها مطرح نیست. انحراف RTD (Drift) قابل پیش بینی است در حالیکه در ترموکوپل قابل پیش بینی نیست.
• تغییراتی که در طول زمان به خاطر شوکهای مکانیکی، خوردگی و سیکل های دمایی اتفاق می افتد روی خروجی یک RTD یا ترموکوپل تاثیر می گذارد. این تغییرات با انجام برخی ملاحظات راجع به RTD ها قابل حذف است و این ویژگی در مورد ترموکوپل ها در دسترس نیست.
• RTD ها به سیم های الحاقی ویژه نیاز ندارند.

نکاتی در مورد خرید سنسور RTD

• شکننده و دارای ابعاد بزرگ هستند.
• به دلیل ابعاد بزرگتر نسبت به ترموکوپل ها، پاسخ زمانی آهسته تری نسبت به تغییرات دما دارند. زمان پاسخ آن ها معمولا از 0.5 ثانیه تا 5 ثانیه است. زمان پاسخ با افزایش ابعاد RTD افزایش می یابد. استفاده از ترموول می تواند زمان پاسخ را دو برابر کند.
• دارای مشکلات ناشی از گرم شدن هستند. به همین دلیل برای دما های زیر 600 درجه سانتی گراد کاربردی هستند.
• در برابر نویز الکتریکی حساس هستند.
• هزینه تست و تشخیص عیب آن ها زیاد است.
• در مقایسه با ترموکوپل ها قیمت بالاتری دارند.

هایپر صنعت فامکو ارائه دهنده انواع مختلف RTD با برندهای متنوعی از جمله اندرس هاوزر, امرسون، Jumo، ویکا و غیره می باشد. 

لیست قیمت حسگر مقاومتی دما (سنسور RTD)

با عرض پوزش کلیه قیمت ها در حال بروز رسانی می باشد، لطفا جهت استعلام قیمت خرید با واحد فروش تماس حاصل نمایید.