Koniec z zmartwieniami związanymi z pomiarem temperatury-długim przewodem: technologie trzy-przewodowe i cztero-przewodowe dokładnie eliminują błędy w pomiarach za pomocą rezystancyjnego detektora temperatury (RTD).

W automatyce przemysłowej pomiar temperatury jest kluczowym aspektem kontroli procesu. Rezystancyjne detektory temperatury (RTD) to najczęściej stosowane czujniki temperatury w średnim- i niskim-zakresie temperatur ze względu na ich wysoką dokładność i stabilną pracę. Jednakże w przypadku stosowania długich przewodów łączących z czujnikami RTD rezystancja przewodu może prowadzić do znacznych błędów pomiarowych. Jak zatem uniknąć tego błędu?

Błąd pomiaru z powodu rezystancji przewodu

W rzeczywistym połączeniu między czujnikami RTD a przyrządami wyświetlającymi, ponieważ przewody łączące są stosunkowo długie, jeśli do połączenia dwóch końców czujnika RTD zostaną użyte tylko dwa przewody, rezystancja samych przewodów będzie szeregowa z czujnikiem RTD, powodując błędy pomiaru. Jeżeli rezystancja każdego przewodu wynosi *r*, błąd bezwzględny dodany do czujnika RTD wynosi 2*r* i błąd ten nie jest stały; zmienia się w zależności od temperatury otoczenia przewodów. W przypadku czujnika RTD Pt100 każdy błąd 0,38 Ω jest równoważny odchyleniu temperatury o 1 stopień, co pokazuje, że nie można zignorować wpływu rezystancji przewodu.

Połączenie trzy-przewodowe: powszechny wybór w zastosowaniach przemysłowych

Metoda połączenia trzy-przewodowego polega na podłączeniu jednego przewodu do jednego końca czujnika RTD i dwóch przewodów do drugiego końca. W połączeniu z obwodem mostkowym trzy przewody podłączone do czujnika RTD mają tę samą grubość, długość i wartość rezystancji *r*.

Kiedy obwód mostkowy jest zrównoważony i spełniony jest warunek R1=R2, wpływ rezystancji przewodu r można całkowicie wyeliminować. W tym przypadku zmiany rezystancji przewodu nie mają wpływu na pomiar RTD. Należy zauważyć, że wpływ rezystancji drutu można całkowicie wyeliminować tylko wtedy, gdy mostek jest w stanie zrównoważonym, a wszystkie cztery ramiona mają równy opór. W przeciwnym razie, choć nie da się tego całkowicie wyeliminować, połączenie trzy-przewodowe może znacznie zmniejszyć jego wpływ.

Połączenie trzy-przewodowe jest obecnie najpowszechniejszą metodą łączenia w zastosowaniach przemysłowych, zapewniającą dobrą równowagę pomiędzy dokładnością pomiaru a kosztem.

Połączenie-czteroprzewodowe: idealny wybór do-wysokiej precyzji pomiarów

Połączenie cztero{0}}przewodowe wykorzystuje dwa przewody na każdym końcu czujnika RTD do podłączenia do przyrządu, zwykle stosowane w-przyrządach precyzyjnych wymagających wejścia napięciowego lub potencjalnego.

Zasada działania połączenia cztero-przewodowego jest następująca: znany prąd I jest dostarczany przez źródło prądu stałego przepływające przez czujnik RTD, generując spadek napięcia U. Rt można uzyskać mierząc U (Rt=U/I). W tej metodzie połączenia, mimo że-przewody przewodzące prąd mają rezystancję *r*, spadek ich napięcia wykracza poza zakres pomiarowy. Chociaż przewody łączące się z przyrządem pomiarowym mają rezystancję, nie przepływa przez nie prąd (w pomiarach o wysokiej-impedancji prąd nie jest mierzony. Dlatego rezystancja wszystkich czterech przewodów nie ma wpływu na pomiar.

Dopóki prąd ze źródła prądu stałego pozostaje stabilny, układ czteroprzewodowy jest stosunkowo doskonałą metodą, nieograniczoną żadnymi warunkami i może całkowicie wyeliminować wpływ rezystancji przewodu łączącego na pomiar. Metoda ta jest szczególnie odpowiednia do zastosowań laboratoryjnych i-pomiarów o wysokiej precyzji.

Metoda połączenia-dwuprzewodowego: ograniczona do zastosowań o niskich wymaganiach dotyczących precyzji

Metoda połączenia dwu-przewodowego to najprostsza metoda połączenia, polegająca na podłączeniu przewodu do obu końców czujnika RTD w celu wyodrębnienia sygnału rezystancji. Ta metoda połączenia jest odpowiednia tylko do zastosowań o niskich wymaganiach dotyczących precyzji pomiaru, a długość przewodu nie powinna być zbyt duża. Błąd w systemie dwu-przewodowym wynika bezpośrednio z rezystancji przewodu; im dłuższy i cieńszy drut, tym większy błąd.

Kluczowe punkty dotyczące prawidłowej instalacji

Niezależnie od tego, czy stosowane jest połączenie trzy-czy cztero-przewodowe, w celu zapewnienia dokładnych pomiarów przewód prowadzący musi wychodzić z podstawy elementu rezystora, tj. z przewodu wewnętrznego, a nie z zacisków skrzynki przyłączowej czujnika RTD. Dzieje się tak, ponieważ przewód wewnętrzny znajduje się w obszarze drastycznych zmian temperatury. Chociaż wewnętrzny przewód w przewodzie ochronnym jest krótki, podczas dokładnych pomiarów nie można zignorować jego efektu rezystancji.

Ponadto podczas instalowania czujnika RTD należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:

Punkt pomiaru temperatury należy wybrać w miejscu reprezentatywnym dla temperatury medium, unikając instalacji w pobliżu zaworów, kolanek lub martwych stref w sprzęcie.

Czujnik RTD powinien mieć wystarczającą głębokość włożenia, zazwyczaj umieszczany w środku rury.

W warunkach wysokiej-temperatury, wysokiego-ciśnienia i-wysokiej prędkości płynu można stosować czujniki RTD do płytkiego-wstawiania lub-termokurczliwe.

Rozwiązania do pomiaru temperatury firmy Hequan Instrument Technology Co., Ltd

W dziedzinie przemysłowych pomiarów temperatury dokładność i niezawodność są kluczowymi wskaźnikami oceny jakości rozwiązań technicznych. Hequan Instrument Technology Co., Ltd. jest od wielu lat głęboko zaangażowana w pomiary temperatury i doskonale rozumie wpływ błędów rezystancji w połączeniach długich przewodów na wyniki pomiarów. Nasze rezystancyjne czujniki temperatury (RTD) wykorzystują standardowe trzy-przewodowe i cztero-przewodowe metody łączenia, przy czym przewody wychodzą bezpośrednio z podstawy elementu rezystora, skutecznie eliminując błędy pomiaru spowodowane rezystancją przewodów łączących.

Aby sprostać specyficznym potrzebom różnych scenariuszy przemysłowych, oferujemy różne modele platynowych i miedzianych czujników RTD wraz z odpowiednimi instrukcjami okablowania, zapewniając naszym klientom uzyskanie najdokładniejszych danych pomiaru temperatury. Niezależnie od tego, czy chodzi o rutynowe zastosowania przemysłowe, czy o-precyzyjne pomiary laboratoryjne, Hequan Instrument Technology Co., Ltd. zapewnia profesjonalne i niezawodne rozwiązania.