تفاوت بین چیست 2-, 3-, و سنسورهای RTD 4 سیم?

آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTS) نوعی سنسور دما هستند که به دلیل دقت در کاربردهای صنعتی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند, تکرارپذیری, و ثبات. این دستگاه ها دما را با احساس تغییر مقاومت در هنگام تغییر دمای ماده اندازه گیری می کنند.

تفاوت کلیدی بین 2-, 3-, و سنسورهای RTD 4 سیم در نحوه برخورد با مقاومت سیم‌های اتصال نهفته است, با 2 سیم کمترین دقت را دارد زیرا مقاومت سیم را در اندازه گیری شامل می شود, 3-سیم تا حدی آن را جبران می کند, و 4 سیم مقاومت سیم را کاملا از بین می برد, ارائه بالاترین دقت, بلکه پیچیده ترین و گران ترین برای پیاده سازی است; 3 سیم را به رایج ترین گزینه برای کاربردهای صنعتی تبدیل می کند.

2-سیم RTD:
ساده ترین طراحی, کم هزینه ترین.
مقاومت عنصر RTD و سیم های اتصال را اندازه گیری می کند, منجر به قرائت نادرست به خصوص با طول سیم بلند می شود.
مناسب برای برنامه هایی که دقت بالا مهم نیست.

3-سیم RTD:
از یک سیم اضافی برای جبران تا حدی مقاومت سیم های اتصال استفاده می کند.
دقت بهبود یافته را در مقایسه با 2 سیم ارائه می دهد, آن را به متداول ترین مورد استفاده در محیط های صنعتی تبدیل می کند.
تعادل خوبی بین دقت و هزینه فراهم می کند.

4-سیم RTD:
دقیق ترین پیکربندی در نظر گرفته شده است زیرا به طور کامل مقاومت عنصر RTD را از سیم های اتصال جدا می کند..
به مدار پیچیده تری نیاز دارد و اغلب در کاربردهای آزمایشگاهی که به دقت بالایی نیاز است استفاده می شود.
نکات کلیدی که باید به خاطر بسپارید:
دقت: 4-سیم > 3-سیم > 2-سیم
هزینه: 2-سیم < 3-سیم < 4-سیم
برنامه: 2-سیم برای کاربردهای اساسی, 3-سیم برای اکثر مصارف صنعتی, 4-سیم برای اندازه گیری با دقت بالا

سنسور دمای مقاومت حرارتی پلاتین RTD فولاد ضد زنگ برای تجهیزات صنعتی و پزشکی

سنسور دمای تزریق TPE RTD PT100 برای لوله ها

4-سنسور مقاومت حرارتی سیم rtd پلاتین برای فرستنده دما

پروب های RTD در پیکربندی های مختلف موجود هستند, از جمله 2 سیم, 3-سیم, و مدل های 4 سیمه. تفاوت های قابل توجهی بین این انواع وجود دارد که باید هنگام انتخاب دستگاه مناسب برای یک برنامه در نظر گرفته شود.
عواملی که باید در نظر گرفته شوند

هنگام انتخاب بین 2 سیم, 3-سیم, و سنسورهای 4 سیم RTD, چندین عامل برای در نظر گرفتن وجود دارد, از جمله:

عوامل محیطی
برخی عوامل محیطی, مانند سطوح بالای سر و صدای الکتریکی یا تداخل, می تواند تداخل ایجاد کند که می تواند باعث خطاهای اندازه گیری شود.

الزامات برنامه
برنامه های مختلف به آستانه های دقت متفاوتی نیاز دارند. کاملاً ضروری است که سنسور دقت کافی را برای یک برنامه خاص ارائه دهد.

محدودیت های بودجه ای
هنگام انتخاب یک RTD برای هر برنامه خاص, هزینه یک ملاحظه مهم است. زیرا پیکربندی 4 سیم شامل اجزای بیشتری است, 4-سیم‌های RTD نسبت به سیم‌های RTD 2 یا 3 سیم گران‌تر هستند.
انواع پیکربندی سیم RTD

نحوه پیکربندی مدار RTD تعیین می کند که مقاومت سنسور با چه دقتی محاسبه می شود و چه مقدار مقاومت خارجی در مدار می تواند خوانش دما را مخدوش کند..

هر یک از سه نوع پیکربندی, 2-سیم, 3-سیم, و 4 سیمه, مزایا و معایب خاص خود را دارد, و انتخاب مناسب بستگی به کاربرد دارد. با درک ویژگی های هر پیکربندی, مهندسان و تکنسین ها می توانند اطمینان حاصل کنند که حسگر RTD به طور موثر استفاده می شود.

2-پیکربندی سیم RTD
پیکربندی RTD 2 سیم ساده ترین طرح مدار RTD است. در این پیکربندی سریال, یک سرنخ هر انتهای عنصر RTD را به دستگاه نظارت متصل می کند. زیرا مقاومت محاسبه شده برای مدار شامل مقاومت بین سیم ها و کانکتور RTD و همچنین مقاومت در المنت است., نتیجه همیشه حاوی درجاتی از خطا خواهد بود.

2-نمودار پیکربندی سیم سنسور دمای مقاومت پلاتین RTD

دایره ها مرزهای عنصر را در نقاط کالیبراسیون نشان می دهند. مقاومت RE از عنصر مقاومت گرفته شده است, و این مقدار اندازه گیری دقیق دما را به ما می دهد. متاسفانه, وقتی مقاومت را اندازه گیری می کنیم, ابزار RTOTAL را نشان خواهد داد:

جایی که RT = R1 + R2 + R3

این باعث می شود دمای بالاتری نسبت به دمای اندازه گیری شده واقعی باشد. While this error can be reduced by using high-quality test leads and connectors, it is impossible to completely eliminate it.

از این رو, the 2-wire RTD configuration is most useful when used with high-resistance sensors or in applications where very high accuracy is not required.

3-پیکربندی سیم RTD
The 3-wire RTD configuration is the most commonly used RTD circuit design and is often seen in industrial process and monitoring applications. In this configuration, two wires connect the sensing element to the monitoring device on one side of the sensing element and one wire connects it on the other side.

3-نمودار پیکربندی سیم سنسور دمای مقاومت پلاتین RTD

If three wires of the same type are used and they are equal in length, then R1 = R2 = R3. By measuring the resistance of leads 1 وت 2 and the resistive element, the total system resistance (R1 + R2 + RE) is measured.

اگر مقاومت از طریق لیدها نیز اندازه گیری شود 2 وت 3 (R2 + R3), ما فقط مقاومت سرنخ ها را داریم, و از آنجایی که تمام مقاومت های سرب برابر هستند, کم کردن آن مقدار (R2 + R3) از کل مقاومت سیستم ( R1 + R2 + RE) فقط RE را ترک می کند, و اندازه گیری دقیق دما انجام شده است.

از آنجایی که این یک نتیجه متوسط ​​است, اندازه گیری تنها زمانی دقیق خواهد بود که هر سه سیم مقاومت یکسانی داشته باشند.

4-پیکربندی سیم RTD
این پیکربندی پیچیده‌ترین و در نتیجه زمان‌برترین و گران‌ترین نصب است, اما دقیق ترین نتایج را ایجاد می کند.
ولتاژ خروجی پل به طور غیرمستقیم مقاومت RTD را نشان می دهد. پل به چهار سیم اتصال نیاز دارد, منبع تغذیه خارجی, و سه مقاومت با ضریب دمایی صفر. برای جلوگیری از قرار گرفتن سه مقاومت پل در برابر دمای سنسور RTD, RTD توسط یک جفت سیم کششی از پل جدا می شود.

4-نمودار پیکربندی سیم سنسور دمای مقاومت پلاتین RTD

این سیم های اکستنشن مشکلی را که در ابتدا با آن مواجه بودیم بازتولید می کنند: مقاومت سیم های گسترش بر روی خواندن دما تأثیر می گذارد. این اثر را می توان با استفاده از پیکربندی پل سه سیم به حداقل رساند.

در یک پیکربندی RTD 4 سیم, دو سیم عنصر حسگر را به دستگاه نظارت در دو طرف عنصر حسگر متصل می کند. یک مجموعه سیم جریان را برای اندازه گیری فراهم می کند, و مجموعه سیم های دیگر افت ولتاژ مقاومت را اندازه گیری می کند.

با پیکربندی 4 سیم, دستگاه جریان ثابتی را ارائه می دهد (من) از طریق سرنخ های خارجی 1 وت 4. پل RTD Wheatstone یک رابطه غیر خطی بین تغییرات مقاومت و تغییرات در ولتاژ خروجی پل ایجاد می کند.. مشخصه مقاومت دمایی غیرخطی RTD با نیاز به معادله اضافی برای تبدیل ولتاژ خروجی پل به امپدانس معادل RTD پیچیده تر می شود..

افت ولتاژ در سرتاسر لیدهای داخلی اندازه گیری می شود 2 وت 3. از این رو, از V = IR, ما مقاومت عنصر را به تنهایی می دانیم, تحت تاثیر مقاومت سرب قرار نگرفته است. این تنها یک مزیت نسبت به پیکربندی 3 سیم در صورت استفاده از سرنخ های مختلف است, که به ندرت چنین است.

این طرح پل 4 سیم به طور کامل تمام مقاومت ها در لیدها و رابط های بین آنها را جبران می کند. پیکربندی RTD 4 سیم عمدتاً در آزمایشگاه ها و سایر محیط هایی که دقت بالایی لازم است استفاده می شود..

2-پیکربندی سیم با حلقه بسته

یکی دیگر از گزینه های پیکربندی, اگرچه امروزه نادر است, پیکربندی استاندارد 2 سیم با یک حلقه بسته از سیم در کنار آن است. این پیکربندی مانند پیکربندی 3 سیم عمل می کند, اما از یک سیم اضافی برای انجام این کار استفاده می کند. یک جفت سیم جداگانه به عنوان یک حلقه برای جبران مقاومت سرب و تغییرات محیطی در مقاومت سرب ارائه شده است..

سنسور دمای دو سیم TD مقاومت پلاتین PT1000 برای کباب پز

ردیاب درجه حرارت مقاومتی پلاتینیوم 3 سیم RTD MAX31865

سنسور دمای مقاومت پلاتین RTD برای باتری لیتیومی

پایان

تنظیمات RTD یک ابزار ارزشمند در صنعت است – قادر به برآوردن بیشتر الزامات دقت است. با انتخاب پیکربندی مناسب, پروب‌های RTD می‌توانند اندازه‌گیری‌های دقیقی را ارائه دهند که قابل اطمینان و تکرار در انواع محیط‌های سخت هستند. برای دستیابی به بهترین نتایج, مهم است که انواع مختلف پیکربندی سیم های موجود را به طور کامل درک کنید و یکی را انتخاب کنید که به بهترین وجه با نیازهای برنامه مطابقت دارد.. با کانفیگ مناسب, سنسورهای RTD قادر به اندازه گیری دقیق و قابل اعتماد دما هستند.