Sensores RTD são dispositivos eletrônicos usados para monitorar a temperatura de gases ou líquidos. Eles vêm em diferentes tipos, incluindo filmee fino, cobre e níquel. Alguns tipos usam um resistor de referência, enquanto outros usam uma configuração de três terminais. Esses sensores geralmente são baseados no princípio resistivo e são usados em diversas indústrias.
Configuração de três derivações
O tipo mais comum de sensor RTD é a configuração de três fios. Isso fornece uma boa combinação de conveniência e precisão. Embora possa não ser preciso para medições de temperatura absoluta, ele compensa os erros causados pela resistência do cabo.
O primeiro passo em uma conexão de três fios é medir a resistência dos condutores. Nesse caso, a resistência dos condutores se soma à resistência do RTD. Como resultado, a resistência gerada no circuito é calculada.
A segunda etapa é subtrair a resistência dos condutores da resistência do RTD para obter a leitura real do RTD. Esta é a melhor maneira de obter medições reais de RTD.
Uma desvantagem deste método é que ele só é eficaz para medições de curta distância. Para garantir um erro mínimo, todos os fios devem ter o mesmo comprimento. Se uma das derivações for mais curta, o erro de medição será maior.
Outra vantagem deste projeto é que a queda de tensão não é afetada pela resistência do condutor. A razão para isso é que as correntes de campo são bem combinadas. No entanto, a resistência do chumbo pode ser um problema quando uma grande quantidade de resistência é necessária.
Finalmente, a configuração de dois fios é a mais fácil das três. Isso não é muito eficaz em aplicações de alta resistência, mas funciona bem quando usado com um loop de compensação.
Embora a configuração de dois fios seja a mais simples, também é a menos eficiente em fornecer os resultados mais precisos. Para medições de temperatura, este projeto pode fornecer uma leitura exorbitante devido à resistência adicional dos condutores.
cobre ou níquel
Os sensores RTD são usados para medir a temperatura em diferentes aplicações industriais. Eles são confiáveis em ambientes hostis. Esses instrumentos funcionam com base no princípio simples de transferência de calor para um resistor. À medida que o calor aumenta, a resistência também aumenta.
Dependendo do tipo de metal usado para fazer o RTD, a relação de resistência à temperatura irá variar. Em geral, quanto maior a resistência, mais precisa é a leitura. No entanto, a precisão também pode ser afetada pela qualidade do fio usado para fazer o RTD.
Cobre e níquel são comumente usados em sensores RTD. Ambos são relativamente baratos e oferecem boa linearidade e resistência à corrosão. Em comparação com a platina, eles perdem a precisão em altas temperaturas.
O cobre é mais estável que o níquel. Comumente usado para medir a temperatura do enrolamento de motores e geradores. A platina, por outro lado, é imune à oxidação e corrosão.
O cobre é mais barato em comparação com outros elementos RTD. Isso o torna uma escolha popular. Normalmente, o cobre é usado para aplicações de baixa temperatura e o níquel para aplicações de alta temperatura.
O níquel é um metal quimicamente inerte. É um metal relativamente barato adequado para aplicações industriais menos críticas. Tem uma faixa de temperatura muito estreita em comparação com outros metais.
A curva de resistência para cada metal varia com a pureza do metal. Portanto, é importante selecionar componentes com uma alta taxa de resistência. Um valor R0 mais alto facilitará a medição precisa da resistência.
A platina tem um coeficiente de temperatura muito alto. Pode ser produzido usando dois ou três fios. Embora a platina possa ser muito cara, é o material de escolha para RTDs.
film
Os sensores RTD de filme fino são usados para medir a temperatura em vários campos. Eles são duráveis, robustos e uma solução econômica. Os tipos e tamanhos de resistores estão disponíveis em uma ampla variedade e podem ser projetados de forma flexível para muitas aplicações diferentes.
Normalmente, uma fina camada de metal é colocada sobre um substrato cerâmico. O substrato é então micro-revestido com um revestimento de vidro para robustez extra. Além disso, um revestimento protetor geralmente é aplicado ao invólucro de metal.
O fio resistivo é então formado em pequenas bobinas e montado dentro de um corpo de cerâmica. Isso fornece tensão mecânica mínima e permite medições precisas.
A platina é comumente usada na construção de sensores RTD. Eles são conhecidos por sua alta linearidade, o que significa que a mudança na resistência corresponde exatamente ao dispositivo. No entanto, a pureza da platina pode afetar a precisão das leituras.
O cobre é outro material comumente usado na construção do sensor RTD. Tem boa linearidade e boa resistência à corrosão. No entanto, tem uma faixa de temperatura limitada.
O níquel também é usado na construção de sensores RTD. O níquel tem boa resistência elétrica, mas sua linearidade é moderada.
A platina é a escolha mais precisa, com o maior coeficiente positivo de temperatura. Componentes de cobre e níquel também estão disponíveis, mas sua mudança de resistência não é consistente em temperaturas mais altas.
A junção fria de um sensor RTD é geralmente uma bainha de metal feita de Inconel ou aço inoxidável. Vários plugues ou tomadas estão disponíveis para a junção fria do sensor. Estes são geralmente conectados ao elemento sensor usando solda ou solda.
Os sensores RTD de película fina podem ser fabricados com uma bainha de aço inoxidável de 2 mm de diâmetro. Esses componentes são finalizados por corte a laser, soldagem ou serigrafia.
resistência de referência
O resistor de referência de um sensor RTD é uma parte importante do sistema de medição de temperatura. O sensor altera a resistência de acordo com a temperatura e o dispositivo mede essa resistência para produzir uma tensão de circuito aberto. Existem vários valores de resistor padrão disponíveis que variam dependendo do tipo de RTD usado.
O valor de resistência nominal mais comum é de 100 ohms. A platina é um material elementar comum para RTDs devido à sua resistência química e estabilidade. Possui uma ampla faixa de temperatura operacional.
A platina é amplamente padronizada e menos suscetível à contaminação. No entanto, a temperatura do componente pode afetar a precisão da medição. Além disso, o fio de platina é muito puro e possui excelente reprodutibilidade das características elétricas.
Muitas aplicações requerem vários RTDs. Devido à complexidade dos RTDs, é importante entender como acioná-los adequadamente.
Um dos métodos mais comuns é usar uma fonte de corrente. Isso permite uma compensação mais direta das quedas de tensão. No entanto, os métodos de interface devem ser adaptados à aplicação.
Outro método é usar uma interface de dois fios. Dois condutores conectam a fonte de alimentação ao RTD. Os condutores também contribuem para a resistência do circuito. No entanto, esses leads podem ter um impacto significativo na precisão da leitura.
Ao escolher uma interface de dois fios, o projetista deve considerar a resistência do elemento sensor e os condutores de conexão. A falha em compensar a resistência do condutor resulta em grandes erros nas leituras.
Ao decidir sobre uma interface RTD, o projetista deve escolher um sistema que possa eliminar os efeitos da resistência do chumbo. Alguns projetos usam um sistema de quatro fios, que oferece maior precisão na eliminação da resistência do cabo.
Tolerância padrão
Existem vários tipos diferentes de padrões de tolerância para sensores RTD. A escolha certa depende da aplicação.
O primeiro passo é definir a faixa de temperatura na qual você planeja usar o sensor. Mais comumente, isso é feito selecionando um material de transferência de calor. Você também precisa considerar o tipo de elemento sensor que está usando. Certos tipos de elementos sensores são mais precisos do que outros.
Existem dois tipos principais de fios usados em sensores RTD. Isso inclui conexões de três fios e conexões de quatro fios. Ambas as conexões requerem consideração especial devido à resistência do condutor envolvida.
Na maioria dos casos, os RTDs mais precisos são aqueles que atendem a um ou mais dos seguintes critérios. Geralmente, quanto maior a precisão, mais caro é o sensor. Também é comum encontrar sensores com precisão fracionária, mas nem sempre isso é possível.
Os RTDs de alta precisão são frequentemente descritos como uma fração da precisão da Classe B. Esta é uma boa indicação de que o fabricante entende a origem do erro.
O próprio elemento RTD geralmente é feito de platina ou filme fino de platina. Tem um coeficiente de temperatura de 0,385 ohms por grau Celsius. Embora possa parecer óbvio, na verdade existem muitas variações nesse coeficiente de temperatura.
Um dos padrões de tolerância mais usados para sensores Pt100 é a curva DIN. Esta curva define as características de resistência e temperatura do sensor de 100 O.
Medidores de vazão eletromagnéticos
Temos equipamentos de teste avançados e completos de alto nível na indústria, laboratórios de testes físicos, equipamento de calibração automática de pressão, equipamento de calibração automática de temperatura, etc. que os clientes possam atender aos requisitos de teste completos para propriedades físicas e químicas de materiais, teste de dimensão geométrica de alta precisão, etc.
Medidores de vazão eletromagnéticos
Temos equipamentos de teste avançados e completos de alto nível na indústria, laboratórios de testes físicos, equipamento de calibração automática de pressão, equipamento de calibração automática de temperatura, etc. que os clientes possam atender aos requisitos de teste completos para propriedades físicas e químicas de materiais, teste de dimensão geométrica de alta precisão, etc.
