Che cos’è un RTD?
RTD sta per rilevatore di temperatura di resistenza. Gli RTD sono a volte indicati generalmente come termometri a resistenza. L’American Society for Testing and Materials (ASTM) ha definito il termine termometro a resistenza come segue:
Termometro a resistenza, n., -un dispositivo di misurazione della temperatura composto da un elemento termometro a resistenza, fili di collegamento interni, un guscio protettivo con o senza mezzi per il montaggio di una testa di collegamento, o filo di collegamento o altri accessori, o entrambi.
Un RTD è un sensore di temperatura che misura la temperatura utilizzando il principio che la resistenza di un metallo cambia con la temperatura. In pratica, una corrente elettrica viene trasmessa attraverso un pezzo di metallo (l’elemento RTD o la resistenza) situato in prossimità dell’area in cui deve essere misurata la temperatura., Il valore di resistenza dell’elemento RTD viene quindi misurato da uno strumento. Questo valore di resistenza viene quindi correlato alla temperatura in base alle caratteristiche di resistenza note dell’elemento RTD.
Come funzionano gli RTD?
RTDs lavorare su una correlazione di base tra metalli e temperatura. All’aumentare della temperatura di un metallo, aumenta la resistenza del metallo al flusso di elettricità. Allo stesso modo, all’aumentare della temperatura dell’elemento di resistenza RTD, aumenta la resistenza elettrica, misurata in ohm (Ω)., Gli elementi RTD sono comunemente specificati in base alla loro resistenza in ohm a zero gradi Celsius (0° C). La specifica RTD più comune è 100 Ω, il che significa che a 0° C l’elemento RTD dovrebbe dimostrare 100 Ω di resistenza.,
Il platino è il metallo più comunemente usato per gli elementi RTD a causa di una serie di fattori, tra cui la sua (1) inerzia chimica, (2) rapporto quasi lineare tra temperatura e resistenza, (3) coefficiente di temperatura di resistenza che è abbastanza grande da dare variazioni di resistenza facilmente misurabili con la temperatura e (4) stabilità (in quanto la sua resistenza alla
Altri metalli che sono meno frequentemente utilizzati come elementi di resistenza in un RTD includono nichel, rame e Balco.,
Gli elementi di RTD sono tipicamente in una delle tre configurazioni: (1) un film di slurry di platino o di vetro metallico depositato o proiettato su un piccolo substrato ceramico piatto noto come elementi di RTD a “film sottile” e (2) filo di platino o metallo avvolto su una bobina di vetro o ceramica e sigillato con un rivestimento di vetro fuso noto come (3) Un elemento avvolto parzialmente supportato che è una piccola bobina di filo inserita in un foro in un isolante ceramico e attaccata lungo un lato di quel foro., Dei tre elementi RTD, il film sottile è più robusto ed è diventato sempre più preciso nel tempo.
Perché gli RTD sono talvolta chiamati RTD a 2, 3 o 4 fili? E perché dovrei volere una configurazione del filo RTD invece di un’altra?
Una semplice regola empirica è che i fili più un RTD ha il più preciso è. L’intero gruppo RTD non è platinum. Tra le altre questioni, costruire una RST in questo modo sarebbe per la maggior parte degli scopi proibitivo. Di conseguenza, solo il piccolo elemento RTD stesso è fatto di platino., In pratica, il valore di resistenza dell’elemento RST sarebbe inutile senza un mezzo per comunicare tale resistenza a uno strumento. Di conseguenza, i fili di rame isolati collegano tipicamente l’elemento RTD allo strumento di misura.
Come il platino, il rame ha un valore di resistenza. La resistenza lungo i cavi di rame può influire sulla misurazione della resistenza determinata dallo strumento collegato alla RTD., Gli RTD a due fili non hanno un mezzo pratico per tenere conto della resistenza associata ai fili di piombo in rame, il che riduce la misura in cui la resistenza misurata può essere accuratamente correlata alla temperatura dell’elemento RTD. Di conseguenza, gli RTD a due fili sono meno comunemente specificati e vengono generalmente utilizzati dove è necessario solo un valore approssimativo per la temperatura.
Gli RTD a tre fili sono le specifiche più comuni per le applicazioni industriali. Gli RTD a tre fili utilizzano normalmente un circuito di misurazione del ponte di Wheatstone per compensare la resistenza del filo di piombo come mostrato di seguito.,
In una configurazione RTD a 3 fili, i fili “A” & “B” dovrebbero essere vicini alla stessa lunghezza. Queste lunghezze sono significative perché l’intenzione del ponte di Wheatstone è di far sì che le impedenze dei fili A e B, che agiscono ciascuno come una gamba opposta del ponte, annullino l’altra, lasciando il filo “C” ad agire come un cavo di senso che trasporta una corrente molto piccola (intervallo di microamperaggio).,
Gli RTD a 4 fili sono ancora più precisi delle loro controparti RTD a 3 fili perché sono in grado di compensare completamente la resistenza dei fili senza dover prestare particolare attenzione alla lunghezza di ciascuno dei fili. Ciò può fornire una precisione significativamente maggiore al costo relativamente basso del filo di estensione in rame aumentato.
Quali sono i componenti comuni di una RST?
1. Elemento di resistenza al platino RTD: questa è la parte di rilevamento della temperatura effettiva della RTD. Gli elementi variano in lunghezza da 1/8 “a 3”. Ci sono molte opzioni., Il coefficiente di temperatura standard è un alfa di .00385 e la resistenza standard è 100 Ω a 0° C.
2. Diametro esterno RTD: Il diametro esterno più comune è ¼ ” negli Stati Uniti o 6mm (.236″) per applicazioni non statunitensi. Tuttavia, i diametri esterni vanno da .063 ” a .500 “
Materiale della tubatura di RTD: L’acciaio inossidabile 316 è comunemente usato per le assemblee fino a 500° F. Sopra 500° F è consigliabile usare Inconel 600.
3. Collegamento al processo RTD: i raccordi di collegamento al processo includono tutti i raccordi standard utilizzati con termocoppie (ad esempio compressione, saldati, caricati a molla, ecc.).
4., Configurazione del cavo di RTD: Gli RTD sono disponibili nella configurazione del cavo 2, 3 e 4. le configurazioni a 3 fili sono le più comuni per le applicazioni industriali. Teflon e fibra di vetro sono i materiali isolanti filo standard. Teflon è resistente all’umidità e può essere utilizzato fino a 400° F. Vetroresina può essere utilizzato fino a 1000° F.
