Was ist ein RTD?
RTD steht für Widerstand Temperatur Detektor. RTDs werden manchmal allgemein als Widerstandsthermometer bezeichnet. Die American Society for Testing and Materials (ASTM)hat den Begriff Widerstandsthermometer wie folgt definiert:
Widerstandsthermometer, n., – ein Temperaturmessgerät, das aus einem Widerstandsthermometerelement, internen Verbindungsdrähten, einer Schutzhülle mit oder ohne Mittel zur Montage eines Anschlusskopfes oder Verbindungsdraht oder anderen Armaturen oder beidem besteht.
Ein RTD ist ein Temperatursensor, der die Temperatur nach dem Prinzip misst, dass sich der Widerstand eines Metalls mit der Temperatur ändert. In der Praxis wird ein elektrischer Strom durch ein Metallstück (das RTD-Element oder den Widerstand) übertragen, das sich in der Nähe des Bereichs befindet, in dem die Temperatur gemessen werden soll., Der Widerstandswert des RTD-Elements wird dann von einem Instrument gemessen. Dieser Widerstandswert wird dann auf der Grundlage der bekannten Widerstandseigenschaften des RTD-Elements mit der Temperatur korreliert.
Wie funktionieren RTDs?
RTDs arbeiten an einer grundlegenden Korrelation zwischen Metallen und Temperatur. Wenn die Temperatur eines Metalls zunimmt, erhöht sich der Widerstand des Metalls gegen den Stromfluss. In ähnlicher Weise nimmt der elektrische Widerstand, gemessen in Ohm (Ω), zu, wenn die Temperatur des RTD-Widerstandselements zunimmt., RTD-Elemente werden üblicherweise nach ihrem Widerstand in Ohm bei null Grad Celsius (0° C) spezifiziert. Die gebräuchlichste RTD-Spezifikation ist 100 Ω, was bedeutet, dass das RTD-Element bei 0° C einen Widerstand von 100 Ω aufweisen sollte.,
Platin ist das am häufigsten verwendete Metall für FTE-Elemente aufgrund einer Reihe von Faktoren, einschließlich seiner (1) chemischen Inertheit, (2) fast linearen Temperatur-Widerstands-Beziehung, (3) Temperaturkoeffizient des Widerstands, der groß genug ist, um leicht messbare Widerstandsänderungen mit der Temperatur und (4) Stabilität zu geben (da sich seine Temperaturbeständigkeit mit der Zeit nicht drastisch ändert).
Andere Metalle, die weniger häufig als Widerstandselemente in einem RTD verwendet werden, umfassen Nickel, Kupfer und Balco.,
RTD-Elemente sind typischerweise in einer von drei Konfigurationen: (1) ein Platin-oder Metallglas-Schlammfilm, der auf einem kleinen flachen keramischen Substrat, das als „Dünnfilm“ – RTD-Elemente bekannt ist, abgeschieden oder abgeschirmt ist, und (2) Platin-oder Metalldraht, der auf eine Glas-oder Keramikspule gewickelt und mit einer Beschichtung aus geschmolzenem Glas, die als „drahtwickelte“ RTD-Elemente bekannt ist, versiegelt ist. (3) Ein teilweise unterstütztes gewickeltes Element, bei dem es sich um eine kleine Drahtspule handelt, die in ein Loch in einem keramischen Isolator eingeführt und entlang einer Seite dieses Lochs befestigt wird., Von den drei FTE-Elementen ist der Dünnfilm am robustesten und mit der Zeit immer genauer geworden.
Warum sind RTDs manchmal 2, 3 oder 4 Draht RTDs genannt? Und warum sollte ich eine RTD-Drahtkonfiguration anstelle einer anderen wünschen?
Eine einfache Faustregel ist, dass je mehr Drähte ein RTD hat, desto genauer ist es. Die gesamte RTD-Baugruppe ist nicht Platin. Unter anderem wäre der Bau einer FTE auf diese Weise für die meisten Zwecke unerschwinglich teuer. Infolgedessen besteht nur das kleine RTD-Element selbst aus Platin., In der Praxis wäre der Widerstandswert des RTD-Elements ohne ein Mittel zur Kommunikation dieses Widerstands mit einem Instrument nutzlos. Dementsprechend verbinden isolierte Kupferdrähte typischerweise das RTD-Element mit dem Messgerät.
Wie Platin, Kupfer hat einen Widerstand Wert. Der Widerstand entlang der Kupferleitungsdrähte kann sich auf die Widerstandsmessung auswirken, die von dem an die RTD angeschlossenen Gerät bestimmt wird., Zweidraht-RTDs verfügen nicht über ein praktisches Mittel zur Bilanzierung des Widerstands, der mit den Kupferleitungsdrähten verbunden ist, wodurch das Ausmaß verringert wird, in dem der gemessene Widerstand genau mit der Temperatur des RTD-Elements korreliert werden kann. Infolgedessen sind zwei Draht-RTDs am wenigsten häufig spezifiziert und werden im Allgemeinen dort verwendet, wo nur ein ungefährer Wert für die Temperatur benötigt wird.
Drei Draht RTDs sind die häufigste Spezifikation für industrielle Anwendungen. Drei Draht-RTDs verwenden normalerweise eine Wheatstone Bridge-Messschaltung, um den Bleidrahtwiderstand wie unten gezeigt zu kompensieren.,
In einer 3 draht RTD konfiguration, Drähte“ A“&“ B “ sollte in der nähe der gleichen länge. Diese Längen sind bedeutsam, weil die Absicht der Wheatstone Bridge darin besteht, die Impedanzen der Drähte A und B, die jeweils als gegenüberliegendes Bein der Brücke fungieren, das andere aufheben zu lassen, so dass Draht „C“ als Sinnesleitung fungiert, die einen sehr kleinen Strom (Mikroamperierungsbereich) trägt.,
4-Draht-RTDs sind noch genauer als ihre 3-Draht-RTD-Pendants, da sie den Widerstand der Drähte vollständig kompensieren können, ohne auf die Länge jedes der Drähte besonders achten zu müssen. Dies kann eine signifikant erhöhte Genauigkeit bei den relativ geringen Kosten eines erhöhten Kupferverlängerungsdrahtes bieten.
Was sind die gemeinsamen Komponenten der ein RTD?
1. RTD platin widerstand element: Dies ist die tatsächliche temperatur sensing teil der RTD. Elemente reichen in der Länge von 1/8″ bis 3″. Es gibt viele Möglichkeiten., Die standard-Temperatur-Koeffizient ist ein alpha von .00385 und der Standardwiderstand beträgt 100 Ω bei 0° C.
2. RTD Außendurchmesser: Die häufigste Außendurchmesser ist ¼ “ in den USA oder 6mm (.236″) für nicht-US-Anmeldungen. Außendurchmesser reichen jedoch von .063″ zu .500″
RTD Schlauch Material: 316 edelstahl ist häufig verwendet für baugruppen bis zu 500° F. Über 500° F es ist ratsam, Inconel 600.
3. RTD-Prozessanschluss: Prozessanschlussbeschläge umfassen alle Standardbeschläge, die mit Thermoelementen verwendet werden (d. H. Verdichtung, geschweißt, federbelastet usw.).).
4., RTD Draht Konfiguration: RTDs sind verfügbar in 2, 3 und 4 draht konfiguration. 3-Draht-Konfigurationen sind die häufigsten für industrielle Anwendungen. Teflon und Fiberglas sind die Standarddrahtisolationsmaterialien. Teflon ist feuchtigkeitsbeständig und kann bis zu 400° F verwendet werden. Fiberglas kann bis zu 1000° F verwendet werden.
