온도는 주요 물리적 매개변수 중 하나입니다. 일상 생활과 생산 모두에서 그것을 측정하고 통제하는 것이 중요합니다. 이를 위한 많은 특수 장치가 있습니다. 저항 온도계는 과학 및 산업 분야에서 활발히 사용되는 가장 일반적인 기기 중 하나입니다. 오늘 우리는 저항 온도계가 무엇인지, 장점과 단점을 말하고 다양한 모델에 대해 이해할 것입니다.
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적용분야
저항 온도계 고체, 액체 및 기체 매체의 온도를 측정하도록 설계된 장치입니다. 또한 벌크 고체의 온도를 측정하는 데 사용됩니다.
저항 온도계는 가스 및 석유 생산, 야금, 에너지, 주택 및 공공 서비스 및 기타 여러 산업 분야에서 그 자리를 찾았습니다.
중요한! 저항 온도계는 중립 및 공격적인 환경 모두에서 사용할 수 있습니다. 이것은 화학 산업에서 장치의 확산에 기여합니다.
메모! 써모커플은 또한 산업에서 온도를 측정하는 데 사용됩니다. 열전쌍에 대한 기사.
센서의 종류와 특성
저항 온도계를 사용한 온도 측정은 하나 이상의 저항 감지 요소를 사용하여 전선, 보호 케이스에 안전하게 숨겨져 있습니다.
차량의 분류는 민감한 요소의 유형에 따라 정확하게 발생합니다.
GOST 6651-2009에 따른 금속 저항 온도계
에 따르면 GOST 6651-2009 그들은 민감한 요소가 금속 와이어 또는 필름으로 만든 작은 저항인 금속 저항 온도계 그룹, 즉 TS를 구별합니다.
백금 온도계
Platinum TS는 다른 유형 중에서 가장 일반적인 것으로 간주되므로 중요한 매개 변수를 제어하기 위해 설치되는 경우가 많습니다. 온도 측정 범위 거짓말 -200 °С에서 650 °С까지. 특성은 선형 함수에 가깝습니다. 가장 일반적인 유형 중 하나는 Pt100 (Pt - 백금, 100 - 0 ° C에서 100 옴을 의미합니다.).
중요한! 이 장치의 주요 단점은 구성에 귀금속을 사용하기 때문에 비용이 많이 든다는 것입니다.
니켈 저항 온도계
니켈 TS는 온도 범위가 좁기 때문에 생산에 거의 사용되지 않습니다(-60 °С에서 180 °С까지) 및 작동상의 어려움이 있지만 가장 높은 온도 계수를 갖는다는 점에 유의해야 합니다. 0.00617 °C-1.
이전에는 이러한 센서가 조선에 사용되었지만 현재 이 산업에서는 백금 차량으로 대체되었습니다.
구리 센서(TCM)
구리 센서의 사용 범위는 니켈 센서의 사용 범위보다 훨씬 좁은 것 같습니다(-50 °С에서 170 °С까지만) 그러나 그럼에도 불구하고 더 인기 있는 유형의 차량입니다.
비결은 장치의 저렴함에 있습니다. 구리 감지 요소는 사용이 간단하고 소박하며 저온 또는 상점의 기온과 같은 관련 매개변수를 측정하는 데에도 탁월합니다.
그러나 이러한 장치의 수명은 짧고 구리 TS의 평균 비용은 너무 비싸지 않습니다(약 1,000 루블).
서미스터
서미스터는 감지 요소가 반도체로 만들어진 저항 온도계입니다. 그것은 산화물, 할로겐화물 또는 양쪽성 특성을 가진 기타 물질일 수 있습니다.
이 장치의 장점은 높은 온도 계수뿐만 아니라 미래 제품에 어떤 모양도 부여할 수 있다는 것입니다(얇은 튜브에서 몇 미크론 길이의 장치까지). 일반적으로 서미스터는 온도를 측정하도록 설계되었습니다. -100 °С에서 +200 °С까지.
서미스터에는 두 가지 유형이 있습니다.
- 서미스터 - 음의 저항 온도 계수를 갖습니다. 즉, 온도가 증가하면 저항이 감소합니다.
- 포지스터 - 저항의 양의 온도 계수를 갖습니다. 즉, 온도가 증가함에 따라 저항도 증가합니다.
측온저항체 교정표
눈금 표는 온도계가 특정 저항을 갖는 온도를 쉽게 결정할 수 있는 요약 표입니다. 이러한 표는 계측 작업자가 특정 저항 값에 따라 측정된 온도 값을 평가하는 데 도움이 됩니다.
이 표에는 특수 차량 명칭이 있습니다. 상단 라인에서 볼 수 있습니다. 숫자는 0°C에서 센서의 저항 값을 의미하고 문자는 센서를 만드는 금속입니다.
금속을 지정하려면 다음을 사용하십시오.
- P 또는 백금 - 백금;
- 중 - 구리;
- N - 니켈.
예를 들어 50M은 0°C에서 저항이 50옴인 구리 RTD입니다.
아래는 온도계 교정 표의 일부입니다.
| 50M(옴) | 100M(옴) | 50P(옴) | 100P(옴) | 500P(옴) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 °C | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 °C | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 °C | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 °C | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 °C | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
공차 등급
공차 등급은 정확도 등급의 개념과 혼동되어서는 안 됩니다. 온도계의 도움으로 직접 측정하고 측정 결과를 보는 것이 아니라 실제 온도에 해당하는 저항값을 배리어나 2차 장치에 전달합니다. 그래서 새로운 개념이 도입되었습니다.
허용 오차 등급은 실제 체온과 측정 중에 얻은 온도의 차이입니다.
TS 정확도에는 4가지 등급이 있습니다(가장 정확한 것부터 더 큰 오류가 있는 장치까지):
- AA;
- 하지만;
- 비;
- 에서.
다음은 공차 등급 표의 일부입니다. 전체 버전은 다음에서 볼 수 있습니다. GOST 6651-2009.
| 정확도 등급 | 공차, °С | 온도 범위, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| 구리 TS | 플래티넘 TS | 니켈 TS | ||
| AA | ±(0.1 + 0.0017 |t|) | - | -50 °С에서 +250 °С까지 | - |
| 하지만 | ±(0.15+0.002 |t|) | -50 °С에서 +120 °С까지 | -100 °С에서 +450 °С까지 | - |
| 에 | ±(0.3 + 0.005 |t|) | -50 °С에서 +200 °С까지 | -195 °С에서 +650 °С까지 | - |
| 에서 | ±(0.6 + 0.01 |t|) | -180 °С에서 +200 °С까지 | -195 °С에서 +650 °С까지 | -60 °С ~ +180 °С |
연결 다이어그램
저항값을 알아내려면 저항값을 측정해야 합니다. 이것은 측정 회로에 포함하여 수행할 수 있습니다. 이를 위해 와이어 수와 달성 된 측정 정확도가 다른 3 가지 유형의 회로가 사용됩니다.
- 2선식 회로. 최소 수의 전선이 포함되어 있어 가장 저렴한 옵션입니다. 그러나 이 방식을 선택하면 최적의 측정 정확도를 얻을 수 없습니다. 사용된 전선의 저항이 온도계의 저항에 추가되어 전선의 길이에 따라 오류가 발생합니다. 업계에서는 이러한 계획이 거의 사용되지 않습니다. 특별한 정확도가 중요하지 않은 측정에만 사용되며 센서는 2차 변환기에 매우 가깝습니다. 2선식 왼쪽 그림에 표시된.
- 3선식 회로. 이전 버전과 달리 여기에 추가 와이어가 추가되어 다른 두 측정 와이어 중 하나에 짧게 연결됩니다. 주요 목표는 연결된 전선의 저항을 얻는 능력 이 값을 빼십시오(보상하다) 센서에서 측정된 값에서. 2차 장치는 주 측정 외에도 폐쇄 와이어 사이의 저항을 추가로 측정하여 센서에서 배리어 또는 2차까지의 연결 와이어 저항 값을 얻습니다. 전선이 닫혀 있기 때문에 이 값은 0이어야 하지만 실제로 전선의 길이가 길기 때문에 이 값은 몇 옴에 도달할 수 있습니다.또한, 이 오차를 측정값에서 빼서 와이어 저항 보상으로 인해 보다 정확한 판독값을 얻을 수 있습니다. 이러한 연결은 필요한 정확도와 수용 가능한 가격 간의 절충안이기 때문에 대부분의 경우에 사용됩니다. 3선식 중앙 그림에 그려진.
- 4선식 회로. 목표는 3선식 회로를 사용할 때와 동일하지만 오류 보상은 두 테스트 리드 모두에 있습니다. 3선식 회로에서 두 테스트 리드의 저항 값은 동일한 값으로 가정되지만 실제로는 약간 다를 수 있습니다. 4선식 회로에 또 다른 4선식을 추가하여(두 번째 테스트 리드에 단락됨), 저항값을 별도로 구하여 전선의 모든 저항을 거의 완벽하게 보상할 수 있습니다. 그러나이 회로는 네 번째 도체가 필요하기 때문에 더 비싸므로 자금이 충분한 기업이나 더 높은 정확도가 필요한 매개 변수 측정에서 구현됩니다. 4선식 연결 방식 오른쪽 사진에서 볼 수 있습니다.
메모! 이미 0도에 있는 Pt1000 센서의 경우 저항은 1000옴입니다. 예를 들어 측정 온도가 100-160 ° C이고 약 1400-1600 옴에 해당하는 증기 파이프에서 볼 수 있습니다. 길이에 따라 전선의 저항은 약 3-4 옴입니다. 그들은 실제로 오류에 영향을 미치지 않으며 3 또는 4 와이어 연결 방식을 사용하는 데 큰 의미가 없습니다.
측온저항체의 장점과 단점
다른 기기와 마찬가지로 저항 온도계의 사용에는 많은 장점과 단점이 있습니다. 그들을 고려해 봅시다.
장점:
- 거의 선형 특성;
- 측정값은 매우 정확합니다(1°C 이하의 오차);
- 일부 모델은 저렴하고 사용하기 쉽습니다.
- 장치의 호환성;
- 작업 안정성.
결점:
- 작은 측정 범위;
- 측정의 다소 낮은 제한 온도;
- 정확도 향상을 위해 특수 연결 방식을 사용해야 하므로 구현 비용이 증가합니다.
저항 온도계는 거의 모든 산업 분야에서 흔히 사용되는 장치입니다. 얻은 데이터의 정확성에 대한 두려움 없이 이 장치로 저온을 측정하는 것이 편리합니다. 온도계는 내구성이 그다지 좋지 않지만 합리적인 가격과 센서 교체의 용이성은 이 작은 단점을 커버합니다.
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