Kakšna je razlika med 2-, 3-, in 4-žilni senzorji RTD?

Detektorji temperature odpornosti (RTD) so tip temperaturnega senzorja, ki se zaradi svoje natančnosti pogosto uporablja v različnih industrijskih aplikacijah, ponovljivost, in stabilnost. Te naprave merijo temperaturo tako, da zaznajo spremembo odpornosti, ko se temperatura materiala spremeni.

Ključna razlika med 2-, 3-, in 4-žični RTD senzorji leži v tem, kako ravnajo z uporom povezovalnih žic, pri čemer je 2-žica najmanj natančna, saj vključuje upornost žice pri meritvi, 3-žica jo delno kompenzira, in 4-žica v celoti odpravlja odpornost na žico, zagotavljanje najvišje natančnosti, pa tudi najbolj zapleteno in najdražje za izvajanje; Izdelava 3-žice najpogosteje uporabljena možnost za industrijske aplikacije.

2-Žica RTD:
Najpreprostejši dizajn, najmanj drago.
Meri upornost tako RTD elementa kot tudi priključnih žic, kar vodi v netočne odčitke, zlasti z dolgimi dolžinami žic.
Primerno za aplikacije, kjer visoka natančnost ni kritična.

3-Žica RTD:
Uporablja dodatno žico za delno kompenzacijo upora za priključne žice.
Ponuja izboljšano natančnost v primerjavi z 2-žico, zaradi česar se najpogosteje uporablja v industrijskih nastavitvah.
Zagotavlja dobro ravnovesje med natančnostjo in stroški.

4-Žica RTD:
Šteje za najbolj natančno konfiguracijo, saj popolnoma izolira upor RTD elementa iz povezovalnih žic.
Zahteva bolj zapleteno vezje in se pogosto uporablja v laboratorijskih aplikacijah, kjer je potrebna visoka natančnost.
Ključne točke, ki si jih je treba zapomniti:
Natančnost: 4-žica > 3-žica > 2-žica
Stroški: 2-žica < 3-žica < 4-žica
Aplikacija: 2-žica za osnovne aplikacije, 3-žica za večino industrijskih namenov, 4-žica za meritve z visoko natančnostjo

Senzor temperature toplotne odpornosti iz nerjavečega jekla iz nerjavečega jekla za industrijsko in medicinsko opremo

Senzor temperature vbrizga TPE RTD PT100 za cevi

4-Žica RTD Platinum Senzor toplotne odpornosti za temperaturni oddajnik

RTD sonde so na voljo v različnih konfiguracijah, vključno z 2-živo, 3-žica, in 4-žični modeli. Obstajajo pomembne razlike med temi vrstami, ki jih je treba upoštevati pri izbiri ustrezne naprave za aplikacijo.
Dejavnike, ki jih je treba upoštevati

Pri izbiri med 2-žico, 3-žica, in 4-žični RTD senzorji, Upoštevati je treba več dejavnikov, vključno z:

Okoljski dejavniki
Določeni okoljski dejavniki, na primer visoke ravni električnega hrupa ali motenj, lahko ustvari motnje, ki lahko povzročijo napake v meritvah.

Zahteve za prijavo
Različne aplikacije zahtevajo različne pragove natančnosti. Popolnoma je nujno, da senzor zagotavlja zadostno natančnost za določeno aplikacijo.

Proračunske omejitve
Pri izbiri RTD za katero koli določeno aplikacijo, Stroški so pomembna pozornost. Ker 4-žilna konfiguracija vključuje več komponent, 4-Žične RTD-ji so dražji od 2-žičnih ali 3-žilnih RTDS.
Vrste konfiguracije žic RTD

Kako je konfigurirano vezje RTD, določa, kako natančno se izračuna upornost senzorja in koliko zunanjega upora v vezju lahko izkrivlja odčitavanje temperature.

Vsaka od treh vrst konfiguracije, 2-žica, 3-žica, in 4-žica, ima svoje prednosti in slabosti, in izbira pravega je odvisna od aplikacije. Z razumevanjem značilnosti vsake konfiguracije, Inženirji in tehniki lahko zagotovijo, da se senzor RTD najučinkoviteje uporablja.

2-Konfiguracija žice RTD
2-žilna konfiguracija RTD je najpreprostejša modela RTD vezja. V tej serijski konfiguraciji, en svinčnik poveže vsak konec elementa RTD z napravo za spremljanje. Ker upor, izračunan za vezje, vključuje upor med žicami in priključkom RTD ter upor v elementu, Rezultat bo vedno vseboval določeno stopnjo napak.

2-Diagram konfiguracije žice RTD platinastega temperaturnega senzorja

Krogi predstavljajo meje elementa na kalibracijskih točkah. Odpornost je odvzeta iz upornega elementa, in ta vrednost nam bo omogočila natančno merjenje temperature. Na žalost, Ko naredimo merjenje upora, Instrument bo označil rtotal:

Kjer je rt = r1 + R2 + R3

To bo povzročilo večjo odčitavanje temperature kot dejansko izmerjeno odčitavanje temperature. Medtem ko lahko to napako zmanjšate z uporabo visokokakovostnih testnih potencialnih strank in priključkov, nemogoče ga je popolnoma odpraviti.

Zato, 2-žilna konfiguracija RTD je najbolj uporabna, če se uporablja pri senzorjih z visoko odpornostjo ali v aplikacijah, kjer zelo visoka natančnost ni potrebna.

3-Konfiguracija žice RTD
3-žilna konfiguracija RTD je najpogosteje uporabljena zasnova vezja RTD in jo pogosto opazimo v industrijskih procesih in spremljanju aplikacij. V tej konfiguraciji, Dve žici povezujeta senzorski element z napravo za spremljanje na eni strani senzorskega elementa in ena žica ga poveže na drugi strani.

3-Diagram konfiguracije žice RTD platinastega temperaturnega senzorja

Če se uporabljajo tri žice iste vrste in so po dolžini enake, potem r1 = r2 = r3. Z merjenjem upornosti potencialnih strank 1 in 2 in uporovni element, Skupna odpornost sistema (R1 + R2 + Oferi) se meri.

Če se upor meri tudi prek potencialnih strank 2 in 3 (R2 + R3), Imamo samo odpornost potencialnih strank, in ker so vsi svinčni upori enaki, odštevanje te vrednosti (R2 + R3) od celotne odpornosti sistema ( R1 + R2 + Oferi) Leade samo re, in narejena je natančna meritve temperature.

Ker je to povprečen rezultat, Meritev bo natančna le, če imajo vse tri žice enak upor.

4-Konfiguracija žice RTD
Ta konfiguracija je najbolj zapletena in zato je najbolj zamudna in draga za namestitev, vendar daje najbolj natančne rezultate.
Izhodna napetost mostu posredno označuje upor RTD. Most zahteva štiri povezovalne žice, Zunanji napajanje, in tri upore s koeficientom ničelne temperature. Da bi preprečili, da bi bili trije mostni upori podvrženi isti temperaturi kot senzor RTD, RTD je z mostu izoliran s par podaljšanih žic.

4-Diagram konfiguracije žice RTD platinastega temperaturnega senzorja

Te razširitvene žice reproducirajo težavo, s katero smo se na začetku srečali: Odpornost podaljškov vpliva na odčitavanje temperature. Ta učinek je mogoče zmanjšati z uporabo konfiguracije s tremi žicami mostu.

V 4-žični konfiguraciji RTD, Dve žici povezujeta zaznavni element z napravo za spremljanje na obeh straneh senzorskega elementa. En nabor žic zagotavlja tok za merjenje, in drugi niz žic meri padec napetosti čez upor.

S 4-žilno konfiguracijo, Instrument prinaša stalen tok (I) prek zunanjih potencialnih strank 1 in 4. RTD Wheatstone Bridge ustvarja nelinearno razmerje med spremembami odpornosti in spremembami izhodne napetosti mostu. Že tako nelinearna temperaturna odpornost, značilna za RTD.

Padec napetosti se meri v notranjih vodnikih 2 in 3. Zato, od v = ir, Poznamo odpor samega elementa, Ne vpliva na svinčeno odpornost. To je le prednost pred 3-žilno konfiguracijo, če se uporabljajo različni vodi, kar je redko.

Ta 4-žični most mostu v celoti kompenzira ves upor v potencialnih stranh in priključki med njimi. 4-žilna konfiguracija RTD se uporablja predvsem v laboratorijih in drugih okoljih, kjer je potrebna visoka natančnost.

2-Konfiguracija žice z zaprto zanko

Še ena možnost konfiguracije, čeprav redek danes, je standardna dvožična konfiguracija z zaprto zanko žic poleg nje. Ta konfiguracija deluje enako kot 3-žična konfiguracija, Toda za to uporabi dodatno žico. Ločen par žic je na voljo kot zanka, ki zagotavlja nadomestilo za odpornost svinca in spremembe v okolju v upornosti svinca.

PT1000 Platinum upornost 2-žični TD temperaturni senzor za žar žar

MAX31865 3-žični RTD Platinum TEMPERALNI TEMPERALNI

TEMPERALNI SENSOR RTD PLATINSKE REPERCIJ

Zaključek

Konfiguracije RTD so dragoceno orodje v industriji – sposoben izpolniti večino zahtev glede natančnosti. S pravo izbiro konfiguracije, RTD sonde lahko zagotovijo natančne meritve, ki so zanesljive in ponovljive v različnih težkih okoljih. Da bi dosegli najboljše rezultate, Pomembno je v celoti razumeti različne vrste na voljo konfiguracije žic in izbrati tiste, ki najbolje ustreza, ki jih aplikacija potrebuje. S pravo konfiguracijo, RTD senzorji lahko zagotavljajo natančne in zanesljive meritve temperature.