Funktionsprinzip von RTD-Sensoren und seine Anwendungen

Sensoren sind die Geräte, die von elektronischen, elektrischen und mechanischen Geräten verwendet werden, um mit der äußeren Umgebung zu interagieren. Diese werden zum Messen verschiedener Arten physikalischer Phänomene wie Spannungen, Ströme, Beschleunigungen usw. verwendet. Sensoren verwenden verschiedene Prinzipien, um diese physikalischen Größen zu messen. Der piezoelektrische Effekt wird zum Messen von Spannung und Strom verwendet, der Hall-Effekt wird zum Messen der magnetischen Dichte verwendet usw. RTD – Resistance Temperature Detector, ist ein Temperaturdetektorsensor, der die Beziehung zwischen Temperatur und Widerstand des Leiters verwendet, um die Temperatur zu messen. Dieser Sensor ersetzt schnell Thermoelemente.

Was ist ein RTD-Sensor?

Der Begriff RTD steht für Resistance Temperature Detector. Dieser Sensor wird auch als Widerstandsthermometer bezeichnet. Dieser Sensor wird verwendet, um die Temperatur zu messen.

Normalerweise sind sie als feiner Draht aus Platin-Nickel oder Kupfer erhältlich, der um einen Keramik- oder Glaskern gewickelt ist. Dieser Sensor nutzt die Temperatur-Widerstands-Beziehung des Drahtes, um die Temperatur zu messen.

Durch die Verwendung des Temperatur-Widerstands-Verhältnisses kann man die Änderung des Widerstandswerts des Sensors für eine Gradänderung der Temperatur ermitteln. Platinmetall hat ein stabiles Widerstand-Temperatur-Verhältnis über einen weiten Temperaturbereich.

Bei Nickel wird die Widerstandsänderung aufgrund von Temperaturänderungen bei einer Temperatur über 300 ⁰ . nichtlinear C. Aufgrund ihres Verhaltens in verschiedenen Temperaturbereichen werden Materialien ausgewählt, um den dünnen Draht herzustellen, der in RTD verwendet wird.

RTD können in verschiedenen Formen konstruiert werden und in einigen Fällen sind sie in Bezug auf Stabilität, Genauigkeit und Wiederholbarkeit besser als Thermoelemente. RTD benötigt zum Betrieb eine Stromquelle. Im Gegensatz zu Thermoelementen, die den Seebeck-Effekt verwenden, um eine Spannung zu erzeugen, verwendet RTD den elektrischen Widerstand.

Arbeitsprinzip

Die Funktion des RTD-Sensors basiert auf der Widerstands-Temperatur-Beziehung des für seine Konstruktion verwendeten Materials. Die Änderung des Widerstandswerts des Materials, die durch den Temperaturanstieg pro Grad verursacht wird, wird gemessen und der Sensor wird entsprechend kalibriert.

Das Widerstandselement ist zerbrechlich, sie müssen immer isoliert werden. Am Element sind Isolatorleitungen angebracht. Für Temperaturen unter 250 ^o C-Isolatoren wie Silikonkautschuk, PVC werden verwendet. Als Schutzmantel für die Aufnahme der Messstelle und der Leitungen wird eine chemisch inerte Metalllegierung verwendet.

Ab der Temperatur von 0 ⁰ Als Temperaturbereich des Sensors gilt C bis zu einem Temperaturwert, bei dem die Änderung linear ist. Dies hängt vom Material des im Sensor verwendeten Drahtes ab. Bei Verwendung von Platin beträgt der Bereich bis zu 660 ⁰ C. Nickel ist für Temperaturen unter 300 ⁰ . geeignet C.

Die lineare Annäherung der Widerstands-Temperatur-Beziehung der Metalle zwischen 0 ⁰ C und 100 ⁰ C wird als die signifikanten Eigenschaften des Metalls angesehen, das als Draht im Sensor verwendet wird.

Der Temperaturkoeffizient des Widerstands wird angegeben als

α =(R₁₀₀ –R₀ )/ (100 ⁰ C.R₀ )

Wo R₀ und R₁₀₀ sind der Widerstand des Sensors bei der Temperatur 0 ⁰ C und 100 ⁰ C bzw.

Anwendungen von FTE

• RTD-Sensor wird in Automobilen zur Messung der Motortemperatur verwendet, ein Ölstandssensor, Ansauglufttemperatursensoren. In der Kommunikation und Instrumentierung zum Erfassen der Übertemperatur von Verstärkern, Transistorverstärkungsstabilisatoren usw.…
• RTD wird in der Leistungselektronik, Computer, Unterhaltungselektronik, Lebensmittelhandhabung und -verarbeitung, Industrieelektronik, Medizinelektronik, Militär und Luft- und Raumfahrt verwendet.

Beispiele für FTE

Einige Beispiele für RTD-Sensoren sind Kühlmittelsensor, Getriebeöltemperatur. Sensoren, Ansauglufttemperatursensor, Brandmelder, etc..

Aufgrund ihrer Genauigkeit und Stabilität ersetzen RTD-Sensoren schnell Thermoelemente in industriellen Anwendungen. RTD kann höhere Genauigkeitswerte liefern. RTD kann im Vergleich zum Thermoelement, das nur für wenige Betriebsstunden stabil bleibt, über viele Jahre stabil sein. In unseren alltäglichen Geräten wie Kaffeemaschinen und Mobiltelefonen sind RTDs vorhanden. Auf welche Anwendung von FTE sind Sie gestoßen?