RTD تھرمل ریزٹر درجہ حرارت کا پتہ لگانے کا سینسر کیا ہے؟?

مزاحم درجہ حرارت کا پتہ لگانے والے یا آر ٹی ڈی درجہ حرارت کے سینسر کی سادہ قسم کی قسم ہوسکتی ہے. یہ آلات اس اصول پر کام کرتے ہیں کہ درجہ حرارت کے ساتھ دھات کی مزاحمت بدل جاتی ہے. خالص دھاتوں میں عام طور پر مزاحمت کا ایک مثبت درجہ حرارت کا گتانک ہوتا ہے, اس کا مطلب ہے کہ درجہ حرارت میں اضافہ ہوتے ہی ان کی مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے. RTDs وسیع درجہ حرارت کی حد سے زیادہ کام کرتے ہیں -200 ° C سے +850 ° C اور اعلی درستگی کی پیش کش کریں, بہترین طویل مدتی استحکام, اور دہرانے کے قابل.

MAX31865 RTD پلاٹینم مزاحمت درجہ حرارت کا پتہ لگانے والا PT100 & PT1000

RTD PT100 درجہ حرارت ٹرانسمیٹر DC24V مائنس 50 ~ 100 گریڈ

تندور کے لئے RTD PT100 درجہ حرارت سینسر کی تحقیقات

اس مضمون میں, ہم آر ٹی ڈی کے استعمال کے تجارتی تعلقات پر تبادلہ خیال کریں گے, ان میں استعمال ہونے والی دھاتیں, آر ٹی ڈی کی دو اقسام, اور آر ٹی ڈی کس طرح تھرموکوپلس سے موازنہ کرتے ہیں.

اس سے پہلے کہ ہم ڈوبکی, آئیے RTD کی بنیادی باتوں کو بہتر طور پر سمجھنے کے لئے ایک مثال کے طور پر ایپلی کیشن آریگرام پر ایک نظر ڈالتے ہیں.

RTD ایپلی کیشن ڈایاگرام مثال

آر ٹی ڈی غیر فعال ڈیوائسز ہیں جو خود ہی آؤٹ پٹ سگنل پیدا نہیں کرتے ہیں. اعداد و شمار 1 ایک آسان RTD ایپلی کیشن ڈایاگرام دکھاتا ہے.

آر ٹی ڈی ایپلیکیشن مثال کے لئے سرکٹ ڈایاگرام۔ جے پی ای جی

اعداد و شمار 1. RTD ایپلی کیشن ڈایاگرام مثال.

جوش و خروش موجودہ I1 سینسر کی درجہ حرارت پر منحصر مزاحمت سے گزرتا ہے. یہ ایک وولٹیج سگنل پیدا کرتا ہے جو جوش و خروش کے موجودہ اور RTD کی مزاحمت کے متناسب ہے. پھر RTD کے اس پار وولٹیج کو بڑھاوا دیا جاتا ہے اور ADC کو بھیجا جاتا ہے (ینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر) ڈیجیٹل آؤٹ پٹ کوڈ تیار کرنے کے لئے جو RTD درجہ حرارت کا حساب لگانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے.

RTD سینسر کے استعمال کے تجارتی عمل - RTD سینسروں کے فوائد اور نقصانات

اس سے پہلے کہ ہم ڈوبکی, یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ آر ٹی ڈی سگنل کنڈیشنگ کی تفصیلات مستقبل کے مضمون میں شامل ہوں گی. اس مضمون کے لئے, میں RTD سرکٹس کا استعمال کرتے وقت کچھ بنیادی تجارت کو اجاگر کرنا چاہتا ہوں.

پہلے, نوٹ کریں کہ جوش و خروش موجودہ عام طور پر آس پاس تک محدود ہے 1 ایم اے خود گرمی کے اثرات کو کم سے کم کرنے کے لئے. جب جوش و خروش موجودہ RTD کے ذریعے بہتا ہے, یہ I2R یا جولائی ہیٹنگ پیدا کرتا ہے. خود گرم ہونے والے اثرات سینسر کے درجہ حرارت کو محیطی درجہ حرارت سے بالاتر قدروں میں بڑھا سکتے ہیں جو حقیقت میں ماپا جارہا ہے. جوش و خروش کو کم کرنے سے خود گرمی کا اثر کم ہوسکتا ہے. یہ بات بھی قابل ذکر ہے کہ خود گرمی کا اثر اس میڈیم پر منحصر ہوتا ہے جس میں آر ٹی ڈی ڈوب جاتا ہے. مثال کے طور پر, ساکن ہوا میں رکھا ہوا RTD بہتے ہوئے پانی میں ڈوبے ہوئے RTD کے مقابلے میں زیادہ اہم خود حرارتی اثرات کا تجربہ کر سکتا ہے۔.

ایک دیے گئے قابل شناخت درجہ حرارت کی تبدیلی کے لیے, RTD وولٹیج میں تبدیلی اتنی بڑی ہونی چاہیے کہ سسٹم کے شور پر قابو پانے کے ساتھ ساتھ سسٹم کے مختلف پیرامیٹرز کے آفسیٹس اور ڈرفٹز. چونکہ خود حرارتی کرنٹ کو جوش کو محدود کرتا ہے۔, ہمیں ایک RTD استعمال کرنے کی ضرورت ہے جس میں کافی مزاحمت ہو۔, اس طرح ڈاؤن اسٹریم سگنل پروسیسنگ بلاک کے لیے ایک بڑا وولٹیج پیدا کرنا. جبکہ پیمائش کی غلطیوں کو کم کرنے کے لیے RTD کی ایک بڑی مزاحمت ضروری ہے۔, ہم من مانی طور پر مزاحمت میں اضافہ نہیں کر سکتے کیونکہ ایک بڑی RTD مزاحمت کے نتیجے میں ردعمل کا وقت کم ہوتا ہے۔.

آر ٹی ڈی میٹلز: پلاٹینم کے درمیان فرق, سونا, اور کاپر RTDs

نظریہ میں, RTD کی تعمیر کے لیے کسی بھی قسم کی دھات کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔. پہلی RTD جس کی ایجاد CW سیمنز نے کی تھی۔ 1860 ایک تانبے کی تار کا استعمال کیا. تاہم, سیمنز نے جلد ہی دریافت کیا کہ پلاٹینم RTDs نے درجہ حرارت کی وسیع رینج میں زیادہ درست نتائج پیدا کیے ہیں۔.

آج, پلاٹینم RTDs درست درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے درجہ حرارت کے سینسر ہیں۔. پلاٹینم میں ایک لکیری مزاحمتی درجہ حرارت کا تعلق ہے اور یہ درجہ حرارت کی ایک بڑی حد میں انتہائی دہرایا جا سکتا ہے۔. اس کے علاوہ, پلاٹینم ہوا میں سب سے زیادہ آلودگی گیسوں کے ساتھ رد عمل نہیں کرتا ہے۔.

پلاٹینم کے علاوہ, دو دیگر عام RTD مواد نکل اور تانبا ہیں۔. جدول 1 کچھ عام RTD دھاتوں کے درجہ حرارت کے گتانک اور رشتہ دار چالکتا فراہم کرتا ہے۔.

ہائی temp Pt100 پلاٹینم تھرمل مزاحمتی سینسر دھماکہ پروف

WZP-130 231 سٹینلیس سٹیل پلاٹینم مزاحمت PT100 درجہ حرارت سینسر

بیرنگ کے لیے تھرمل ریزسٹر pt100 درجہ حرارت سینسر

جدول 1. عام RTD دھاتوں کے درجہ حرارت کے گتانک اور رشتہ دار چالکتا. BAPI کے ذریعے فراہم کردہ ڈیٹا

پچھلے حصے میں, ہم نے بحث کی کہ کس طرح بڑی RTD مزاحمت پیمائش کی غلطیوں کو کم کر سکتی ہے۔. تانبے میں زیادہ چالکتا ہے۔ (یا مساوی طور پر, کم مزاحمت) پلاٹینم اور نکل کے مقابلے میں. ایک دیئے گئے سینسر کے سائز اور اتیجیت کرنٹ کے لیے, ایک تانبے کا RTD نسبتاً چھوٹا وولٹیج پیدا کر سکتا ہے۔. لہذا, کاپر RTDs درجہ حرارت کی چھوٹی تبدیلیوں کی پیمائش کرنا زیادہ مشکل ہو سکتا ہے۔. اس کے علاوہ, زیادہ درجہ حرارت پر تانبا آکسائڈائز ہوتا ہے۔, لہذا پیمائش کی حد بھی محدود ہے۔ -200 to +260 ° C. ان حدود کے باوجود, تانبا اب بھی کچھ ایپلی کیشنز میں اس کی لکیری اور کم قیمت کی وجہ سے استعمال ہوتا ہے۔. جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 2 نیچے, تین عام RTD دھاتوں میں سے, تانبے میں سب سے زیادہ لکیری مزاحمت درجہ حرارت کی خصوصیت ہے.

مزاحمت بمقابلہ. نکل کی درجہ حرارت کی خصوصیات, تانبے, اور پلاٹینم rtds.jpeg

اعداد و شمار 2. مزاحمت بمقابلہ. نکل کی درجہ حرارت کی خصوصیات, تانبے, اور پلاٹینم آر ٹی ڈی. تصویر بشکریہ ٹی ای رابطے کی

سونے اور چاندی کی بھی نسبتا low کم مزاحمت ہوتی ہے اور شاذ و نادر ہی RTD عناصر کے طور پر استعمال ہوتا ہے. نکل کے پاس پلاٹینم کے قریب چالکتا ہے. جیسا کہ اعداد و شمار میں دیکھا جاسکتا ہے 2, نکل درجہ حرارت میں دی گئی تبدیلی کے لئے مزاحمت میں تبدیلی پیش کرتا ہے.

تاہم, نکل درجہ حرارت کی کم حد پیش کرتا ہے, زیادہ سے زیادہ عدم استحکام, اور پلاٹینم سے زیادہ طویل مدتی بہاؤ. اضافی طور پر, نکل کی مزاحمت بیچ سے بیچ تک مختلف ہوتی ہے. ان حدود کی وجہ سے, نکل بنیادی طور پر کم لاگت والی ایپلی کیشنز جیسے صارفین کی مصنوعات میں استعمال ہوتا ہے.

عام پلاٹینم آر ٹی ڈی PT100 اور PT1000 ہیں. یہ نام سینسر کی تعمیر میں استعمال ہونے والی دھات کی قسم کی وضاحت کرتے ہیں (پلاٹینم یا پی ٹی) اور برائے نام مزاحمت 0 ° C, جو ہے 100 pt PT100 اور کے لئے 1000 P PT100 اور PT1000 اقسام کے لئے, بالترتیب. ماضی میں PT100 کی اقسام زیادہ مقبول تھیں; تاہم, آج یہ رجحان اعلی مزاحمت آر ٹی ڈی کی طرف ہے, چونکہ اعلی مزاحمت بہت کم یا کوئی اضافی قیمت پر زیادہ حساسیت اور قرارداد فراہم کرتی ہے. تانبے اور نکل سے بنی آر ٹی ڈی اسی طرح کے نام کے کنونشنوں کا استعمال کرتی ہیں. جدول 2 کچھ عام اقسام کی فہرست دیتا ہے.

جدول 2. RTD اقسام, مواد, اور درجہ حرارت کی حدود. ینالاگ آلات کے ذریعہ فراہم کردہ ڈیٹا

استعمال شدہ دھات کی قسم کے علاوہ, آر ٹی ڈی کا مکینیکل ڈھانچہ سینسر کی کارکردگی کو بھی متاثر کرتا ہے. آر ٹی ڈی کو دو بنیادی اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: پتلی فلم اور وائر وونڈ. ان دونوں اقسام پر مندرجہ ذیل حصوں میں تبادلہ خیال کیا جائے گا.

پتلی فلم بمقابلہ. وائر واؤنڈ آر ٹی ڈی

آر ٹی ڈی کے بارے میں ہماری گفتگو کو مزید آگے بڑھانے کے لئے, آئیے دو اقسام کی تلاش کریں: پتلی فلم اور وائر وونڈ.

پتلی فلم RTD بنیادی باتیں

پتلی فلم آر ٹی ڈی ڈسپلے ڈھانچہ۔ جے پی ای جی

پتلی فلم کی قسم کا ڈھانچہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے 3(a).

اعداد و شمار 3. پتلی فلم آر ٹی ڈی کی مثالیں, جہاں (a) ساخت اور ظاہر کرتا ہے (بی) مختلف مجموعی اقسام کو ظاہر کرتا ہے. تصویر (ترمیم شدہ) بشکریہ ایوسینسرز

ایک پتلی فلم RTD میں, پلاٹینم کی ایک پتلی پرت سیرامک ​​سبسٹریٹ پر جمع کی جاتی ہے. اس کے بعد بہت زیادہ درجہ حرارت اینیلنگ اور استحکام ہوتا ہے, اور ایک پتلی حفاظتی شیشے کی پرت جو پورے عنصر کو ڈھک جاتی ہے. تراشنے والا علاقہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے 3(a) تیار کردہ مزاحمت کو کسی مخصوص ہدف کی قیمت میں ایڈجسٹ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.

پتلی فلم RTDs نسبتاً نئی ٹیکنالوجی پر انحصار کرتے ہیں جو اسمبلی کے وقت اور پیداواری لاگت کو نمایاں طور پر کم کرتی ہے۔. تار کے زخم کی قسم کے مقابلے میں, جس کا ہم اگلے حصے میں گہرائی سے جائزہ لیں گے۔, پتلی فلم RTDs جھٹکے یا کمپن سے ہونے والے نقصان کے لیے زیادہ مزاحم ہیں۔. اضافی طور پر, پتلی فلم RTDs نسبتا چھوٹے علاقے میں بڑی مزاحمت کو ایڈجسٹ کر سکتے ہیں. مثال کے طور پر, a 1.6 ملی میٹر کی طرف سے 2.6 ملی میٹر سینسر مزاحمت پیدا کرنے کے لیے کافی علاقہ فراہم کرتا ہے۔ 1000 اوہ. ان کے چھوٹے سائز کی وجہ سے, پتلی فلم RTDs درجہ حرارت کی تبدیلیوں کا فوری جواب دے سکتی ہے۔. یہ آلات بہت سے عام مقاصد کے لیے موزوں ہیں۔. اس قسم کے نقصانات نسبتاً ناقص طویل مدتی استحکام اور ایک تنگ درجہ حرارت کی حد ہیں۔.

وائر واؤنڈ آر ٹی ڈی

وائر واؤنڈ RTD کی تعمیر

اعداد و شمار 4. بنیادی وائر واؤنڈ RTD کی تعمیر کا جائزہ. تصویر بشکریہ PR الیکٹرانکس

اس قسم کا RTD سیرامک ​​یا شیشے کے کور کے گرد پلاٹینم کی لمبائی کو سمیٹ کر بنایا جاتا ہے۔. پورے عنصر کو عام طور پر حفاظتی مقاصد کے لیے سیرامک ​​یا شیشے کی ٹیوب کے اندر سمیٹ لیا جاتا ہے۔. سیرامک ​​کور والے RTDs بہت زیادہ درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے موزوں ہیں۔. وائر واؤنڈ RTDs عام طور پر پتلی فلم کی اقسام سے زیادہ درست ہوتے ہیں۔. تاہم, وہ زیادہ مہنگے ہوتے ہیں اور کمپن سے زیادہ آسانی سے خراب ہوتے ہیں۔.

پلاٹینم تار پر کسی قسم کے دباؤ کو کم سے کم کرنے کے لیے, سینسر کی تعمیر میں استعمال ہونے والے مواد کا تھرمل ایکسپینشن گتانک پلاٹینم سے مماثل ہونا چاہیے. یکساں تھرمل توسیعی گتانک RTD عنصر میں طویل مدتی تناؤ کی وجہ سے مزاحمتی تبدیلیوں کو کم سے کم کرتے ہیں۔, اس طرح سینسر کی تکرار اور استحکام کو بہتر بناتا ہے۔.

RTD بمقابلہ. تھرموکوپل پراپرٹیز

RTD درجہ حرارت سینسر کے بارے میں اس گفتگو کو سمیٹنے کے لیے, یہاں آر ٹی ڈی اور تھرموکوپل سینسر کے درمیان ایک مختصر موازنہ ہے۔.

تھرموکوپل ایک وولٹیج تیار کرتا ہے جو اس کے دو جنکشن کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کے متناسب ہوتا ہے۔. تھرموکوپل خود سے چلنے والے ہیں اور انہیں بیرونی جوش کی ضرورت نہیں ہے۔, جبکہ RTD پر مبنی درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے ایک جوش کرنٹ یا وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔. تھرموکوپل آؤٹ پٹ سرد اور گرم جنکشن کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کی وضاحت کرتا ہے۔, لہذا تھرموکوپل ایپلی کیشنز میں کولڈ جنکشن معاوضہ درکار ہے۔. دوسری طرف, RTD درخواستوں کے لیے کولڈ جنکشن معاوضہ درکار نہیں ہے۔, ایک سادہ پیمائش کے نظام کے نتیجے میں.

تھرموکوپل عام طور پر اس میں استعمال ہوتے ہیں۔ -184 ° C سے 2300 °C کی حد, جبکہ RTDs سے پیمائش کر سکتے ہیں۔ -200 ° C سے +850 ° C. اگرچہ RTDs عام طور پر تھرموکوپل سے زیادہ درست ہوتے ہیں۔, وہ تھرموکوپل کے مقابلے میں تقریباً دو سے تین گنا زیادہ مہنگے ہیں۔. ایک اور فرق یہ ہے کہ RTDs تھرموکوپلز سے زیادہ لکیری ہیں اور طویل مدتی استحکام کا مظاہرہ کرتے ہیں۔. تھرموکوپل کے ساتھ, سینسر کے مواد میں کیمیائی تبدیلیاں طویل مدتی استحکام کو کم کر سکتی ہیں اور سینسر کی ریڈنگ کو بڑھنے کا سبب بن سکتی ہیں۔.