آموزش
سنسور rtd چیست و انواع سنسور rtd کدام اند؟ (راهنمای کامل)
مرداد
شاید این سوال برای شما نیز پیش آمده باشد که سنسور rtd چیست؟ امروزه در بسیاری از صنایع اندازه گیری دقیق دما از اهمیت فراوانی برخوردار میباشد. کنترل دما در فرایندهای تولید برق، نفت و گاز، پزشکی و آزمایشگاهی و غیره نقش حیاتی ایفا میکند. برای این منظور، از ابزارهای مختلفی استفاده میگردد. در میان آن ها سنسورهای rtd به دلیل دقت بالایی که دارند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.
RTD کوتاه شده عبارت Resistance Temperature Detector میباشد. معنی این عبارت آشکارساز مقاومتی دما است. این سنسورها از دقت و پایداری بالایی برخوردار هستند و دامنه کاربرد آن ها در صنایع مختلف بسیار وسیع میباشد. در این مطلب به اینکه سنسور rtd چیست خواهیم پرداخت و شیوه عملکرد و انواع سنسور rtd را شرح خواهیم داد. اگر علاقمند به کسب اطلاعات بیشتر در این مورد هستید، ما را تا پایان این مطلب، همراهی بفرمایید.
سنسور rtd چیست؟
در این قسمت به زبان ساده، به توضیح این که سنسور rtd چیست؟ میپردازیم. rtd یک سنسور برای اندازه گیری دما است، که بر اساس تغییرات مقاومت الکتریکی فلز با دما، کار میکند (همچنین اگر میخواهید بدانید که سنسور چیست و چه کاربردهایی دارد، مقاله دیگرمان را بخوانید). در هنگام تغییر دما، مقاومت الکتریکی فلزات، تغییر میکند. این تغییر توسط مدارهای خاص، بررسی و اندازه گیری میشود. بر اساس نتایج بدست آمده، میتوان مقدار دما را تعیین نمود. در ساخت این سنسور، از فلزاتی مثل پلاتین، مس و نیکل استفاده میگردد. در این میان، پلاتین، به دلیل داشتن تغییرات پایدار و خطی مقاومت، از همه مناسب تر است. سنسورهای rtd که در آن ها از پلاتین استفاده میشود، عملکرد دقیق تری دارند.
معرفی انواع سنسور rtd به زبان ساده
انواع سنسور rtd چیست و بر چه اساسی دسته بندی میشوند. برای یافتن پاسخ این سوال، ادامه مطلب را از دست ندهید. انواع این سنسور، بر اساس نوع فلز حسگر، ساختار و نوع سیم پیچی، طبقه بندی میشوند. هر کدام از انواع این سنسور، دارای ویژگی ها و کاربری خاص خود میباشند. در ادامه رایج ترین و پر استفاده ترین انواع سنسور rtd را معرفی مینماییم.
- سنسور rtd سیم پیچی شده: بخش حسگر این سنسور، به شکل یک سیم نازک پیچیده شده، به دور یک هسته عایق میباشد. این سیم نازک، اغلب از جنس پلاتین انتخاب میشود. این نوع سنسور، دارای دقت بالا و پایداری قابل ملاحظه ای است. اما به دلیل نازک بودن سیم ها، مقاومت کمتری دارد. با این وجود در اکثر کاربردهای صنعتی و آزمایشگاهی قابل استفاده میباشد.
- سنسور rtd فیلم نازک: در این نوع سنسور rtd، بخش حسگر، به شکل یک لایه نازک است، که بر روی یک لایه عایق، از جنس سرامیک، قرار داده میشود. با استفاده از این روش، میتوان سنسورهای کوچکتر و ارزان قیمت تری ساخت، که مقاومت آن ها از rtd سیم پیچی، بیشتر باشد. سرعت پاسخ دهی در سنسورهای rtd ساخته شده به روش فیلم نازک، بیشتر است.
- سنسور rtd سیم پیچی شده سیمی: بخش حسگر در این نوع سنسور نیز به شکل سیم پیچ میباشد. اما برای جذب بهتره تغییرات دمایی، سیم فلزی آن در یک شکل مارپیچ، پیچیده شده است. این سنسورها انعطاف بیشتری دارند و نسبت به شوک های مکانیکی مقاومت بیشتری از خود نشان می دهند.
- سنسورهای pt100 و pt1000: در ساخت حسگر این نوع از سنسورها، از پلاتین استفاده میگردد. سنسورهای rtd بر اساس جنس متریال حسگر نیز دسته بندی میشوند. این سنسورها دارای دقت و پایداری بسیار بالایی هستند و از جمله پرکاربردترین و رایج ترین سنسورها در بخش های مختلف صنعتی محسوب میشوند. به شمار می آید.
- سنسورهای Ni100 و Ni120: جنس حسگر این نوع از سنسورهای rtd، از نیکل است. همین امر سبب ارزان بودن آن میشود. فلز نیکل دارای پایداری کمتری نسبت به فلز پلاتین است. همچنین محدوده دمایی پایین تری دارد.
- سنسور Cu10: در این نوع سنسور، جنس فلز حسگر از مس میباشد. پاسخ دمایی مس مطلوب است اما این فلز مقاومت کمتری در برابر خوردگی، نسبت به پلاتین و نیکل، دارد. از این نوع سنسور، بیشتر در تجهیزات ساده تر، نظیر سیستم های تهویه مطبوع HVAC استفاده میگردد. محدوده دمایی آن کمتر از دیگر سنسورها میباشد.
همانطور که گفته شد این قطعات قدرتمند انواع مختلفی دارند، جهت مشاهده و خرید سنسور rtd در انواع مختلف و یا اطلاع از قیمت تنها کافی ست به دسته محصولات مان مراجعه فرمایید.
عملکرد سنسور rtd چگونه است؟
در قسمت های قبل به سوال سنسور rtd چیست پاسخ دادیم. اکنون میخواهیم چگونگی عملکرد آن را بررسی نماییم. گفتیم که سنسور rtd یکی از قابل اطمینان ترین و دقیق ترین ابزارهای اندازه گیری دما میباشد، که دارای انواع مختلفی است. ساختار خاص و مواد اولیه به کار رفته در تولید این سنسور، سبب شده ویژگی های منحصر به فردی از خود نشان دهد.
همین امر سبب گستردگی کاربرد آن، در صنایع مختلف گشته است. آشنایی با اصول عملکرد این ابزار، بسیار مهم میباشد. چرا که موجب بهره برداری از این سنسور، در شرایط صحیح میشود و دقت اندازه گیری و پایدار بودن آن را تضمین میکند. لذا در ادامه در مورد عملکرد rtd صحبت خواهیم نمود.
اول باید به این موضوع بپردازیم که اساس کار سنسور rtd چیست. اساس کار rtd، تغییر مقاومت الکتریکی با دما میباشد. مقاومت الکتریکی فلزات با افزایش دما، افزایش پیدا میکند. میزان تغییر مقاومت نسبت به دما، بسیار دقیق میباشد و قابلیت اطمینان بالایی دارد. به همین دلیل است که این ابزار دقت بالایی در اندازه گیری دما از خود نشان میدهد. جریان یا ولتاژ عبوری از این سنسور، با اتصال آن به مدارهای الکتریکی، اندازه گیری میشود. با مقادیر به دست آمده، میتوان مقاومت آن را مشخص نمود. در نهایت بر اساس فرمول های مربوطه، مقدار دقیق دما تعیین میگردد.
اجزای اصلی rtd چیست؟
در پاسخ به سوال اجزای اصلی سنسور rtd چیست باید بگوییم که سنسورهای rtd شامل اجزای مختلفی میشوند. اصلی ترین اجزای این ابزار، عبارت هستند از:
- عنصر حسگر: عنصر حسگر، اصلی ترین قسمت سنسورهای rtd محسوب میشود. این عنصر اغلب از فلز پلاتین ساخته میشود، اما میتواند از جنس نیکل و یا مس نیز باشد. همانطور که گفته شد، اندازه گیری دما در rtd، بر مبنای تغییرات مقاومت الکتریکی فلزات میباشد. عنصر حسگر در rtd، به صورت فیلم نازک یا به صورت سیم پیچ طراحی میگردد.
- عایق: به منظور جلوگیری از اتصال کوتاه، عنصر حسگر، میبایست از دیگر قسمت های سنسور، جدا شود. برای این کار از مواد عایقی از جنس اکسید آلومینیوم و یا از جنس سرامیک استفاده میگردد. این عایق موجب افزایش پایداری مکانیکی و حرارتی نیز میشود.
- سیم های رابط: وظیفه سیم های رابط، اتصال عنصر حسگر به مدارهای اندازه گیری میباشد. جنس این سیم ها از فلز مس و یا فلز نیکل انتخاب شده است. تعداد آن ها میتواند ۲ یا ۳ یا ۴ عدد باشد. تعداد سیم های رابط، بر دقت اندازه گیری سنسور تاثیر میگذارد. سنسورهای rtd چهار سیمه، دقت اندازه گیری بالاتری دارند. دلیل آن، حذف اثر مقاومت سیم ها میباشد.
- غلاف محافظ: کل ساختار سنسور rtd در یک غلاف محافظ قرار میگیرد. وظیفه این غلاف، محافظت از سنسور، در برابر عوامل محیطی مثل فشار، رطوبت، خوردگی و ضربات مکانیکی میباشد. جنس این محافظ اغلب از استیل ضد زنگ انتخاب میگردد.
- ترمینال ها و اتصالات: بخش ترمینال، محل اتصال سیم های سنسور، به تجهیزات اندازه گیری میباشد. این قسمت میبایست دارای استحکام کافی بوده و اتصال پایدار را فراهم آورد.
نتیجه گیری
در این مقاله کاربردی سعی داشتیم شما را با این ابزار کاربردی آشنا کنیم و به عنوان نمونه اگر بخواهیم به دو مورد از پر استفاده ترین این سنسورها اشاره کنیم، میتوان به سنسور PT100 و سنسور PT1000 اشاره کرد که هر کدام انواع مختلفی دارند و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرند، اگر تجربه استفاده از هر کدام را دارید، خوشحال میشویم در بخش کامنت ها آن را با ما در میان بگذارید.
