Termoresistenze — principio di funzionamento, tipi e costruzioni, caratteristiche d'uso

Uno dei tipi più popolari di termometri nel settore è un termometro a resistenza, che è un trasduttore primario per ottenere un valore di temperatura accurato che richiede un ulteriore, convertitore di normalizzazione o un controllore logico programmabile PLC industriale.

Un termometro a resistenza è una struttura in cui un filo di platino o rame è avvolto su uno speciale telaio dielettrico, posto all'interno di una custodia protettiva sigillata, di forma comoda per l'installazione.

Il funzionamento di un termometro a resistenza si basa sul fenomeno di variazione della resistenza elettrica di un conduttore in funzione della sua temperatura (dalla temperatura dell'oggetto esaminato dal termometro). La dipendenza della resistenza del conduttore dalla temperatura generalmente si presenta così: Rt = R0 (1 + at), dove R0 è la resistenza del conduttore a 0 ° C, Rt è la resistenza del conduttore a t ° C e è il coefficiente di resistenza alla temperatura dell'elemento termosensibile.

Nel processo di modifica della temperatura, le vibrazioni termiche del reticolo cristallino del metallo cambiano la loro ampiezza e la resistenza elettrica del sensore cambia di conseguenza. Maggiore è la temperatura, maggiore è la vibrazione del reticolo cristallino, maggiore è la resistenza alla corrente. La tabella sopra mostra le caratteristiche tipiche di due popolari termometri a resistenza.

L'alloggiamento resistente al calore del sensore è progettato per proteggerlo da danni meccanici durante la misurazione della temperatura di un oggetto.

Nella foto: 1 — un elemento sensibile in filo di platino o rame, a forma di spirale, posto su un'asta di ceramica; 2 - cilindro ceramico poroso; 3 - polvere di ceramica; 4 - tubo esterno protettivo in acciaio inossidabile; 5 - fili di trasmissione corrente; 6 - tubo protettivo esterno in acciaio inossidabile; 7 - testa del termometro con coperchio rimovibile; 8 - terminali per il collegamento del filo di uscita; 9 — collegare al dispositivo di fissaggio; 10 - un manicotto filettato per l'installazione in una tubazione con connessioni con una filettatura interna.

Se l'utente ha determinato con precisione lo scopo per il quale è necessario un sensore termico e ha selezionato accuratamente un termometro a resistenza (convertitore termico a resistenza), i criteri più importanti per risolvere l'attività imminente sono: elevata precisione (circa 0,1 ° C) , parametri di stabilità, dipendenza quasi lineare della resistenza da un oggetto di temperatura, intercambiabilità dei termometri.

Tipi e design

Quindi, a seconda del materiale di cui è composto l'elemento sensibile della termoresistenza, questi dispositivi possono essere rigorosamente divisi in due gruppi: trasduttori termici in rame e trasduttori termici in platino.I sensori utilizzati in tutto il territorio della Russia e dei suoi vicini più prossimi sono contrassegnati come segue. Rame — 50M e 100M, platino — 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

I termometri Pt1000 e Pt100 più sensibili sono realizzati spruzzando lo strato più sottile di platino su un substrato di base in ceramica. Tecnologicamente, una piccola quantità di platino (circa 1 mg) viene depositata sull'elemento sensibile, conferendo all'elemento una piccola dimensione.

Allo stesso tempo, vengono preservate le proprietà del platino: dipendenza lineare della resistenza dalla temperatura, resistenza alle alte temperature, stabilità termica. Per questo motivo, i trasduttori di resistenza al platino più popolari sono Pt100 e Pt1000. Gli elementi in rame 50M e 100M sono realizzati avvolgendo a mano un sottile filo di rame, mentre gli elementi in platino 50P e 100P mediante avvolgimento di filo di platino.

Caratteristiche di utilizzo

Prima di installare il termometro, è necessario assicurarsi che il suo tipo sia selezionato correttamente, che la caratteristica di calibrazione corrisponda all'attività, che la lunghezza dell'installazione dell'elemento di lavoro sia adatta e che altre caratteristiche di progettazione consentano l'installazione in questo luogo, per esterni condizioni.

Il sensore viene controllato per danni esterni, il suo corpo viene controllato, viene verificata l'integrità dell'avvolgimento del sensore, nonché la resistenza di isolamento.

Alcuni fattori possono influire negativamente sulla precisione della misurazione. Se il sensore è installato nel posto sbagliato, la lunghezza dell'installazione non corrisponde alle condizioni di lavoro, scarsa tenuta, violazione dell'isolamento termico della tubazione o di altre apparecchiature: tutto ciò causerà un errore nella misurazione della temperatura.

Tutti i contatti devono essere controllati, perché se il contatto elettrico nelle connessioni del dispositivo e del sensore è difettoso, questo è irto di errori. L'umidità o la condensa entrano nella bobina del termometro, c'è un cortocircuito, lo schema di collegamento è corretto (nessun cavo di compensazione, nessuna regolazione della resistenza di linea), la calibrazione del dispositivo di misurazione corrisponde alla calibrazione del sensore? Questi sono momenti importanti a cui dovresti sempre prestare molta attenzione.

Ecco gli errori tipici che possono verificarsi durante l'installazione di un sensore termico:

• Se non c'è isolamento termico sulla tubazione, ciò comporterà inevitabilmente una perdita di calore, quindi il luogo di misurazione della temperatura deve essere selezionato in modo tale da tenere conto in anticipo di tutti i fattori esterni.

• Una lunghezza corta o eccessiva del sensore può contribuire a un errore dovuto a un'errata installazione del sensore nel flusso di lavoro del fluido in esame (il sensore non è installato contro il flusso e non lungo l'asse del flusso, in quanto dovrebbe essere secondo le regole).

• La calibrazione del sensore non è conforme allo schema di installazione prescritto in questa struttura.

• Violazione della condizione per compensare l'influenza parassita della variazione della temperatura ambiente (le spine di compensazione e il cavo di compensazione non sono installati, il sensore è collegato al dispositivo di registrazione della temperatura in un circuito a due fili).

• La natura dell'ambiente non viene presa in considerazione: aumento delle vibrazioni, ambiente chimicamente aggressivo, alta umidità o ambiente ad alta pressione. Il sensore deve soddisfare e resistere alle condizioni ambientali.

• Contatto allentato o incompleto dei terminali del sensore a causa di scarsa saldatura o a causa dell'umidità (mancata tenuta del cablaggio da penetrazione accidentale di umidità nell'alloggiamento del termometro).