أجهزة الاستشعار هي الأجهزة التي تستخدمها المعدات الإلكترونية والكهربائية والميكانيكية للتفاعل مع البيئة الخارجية. تستخدم هذه لقياس أنواع مختلفة من الظواهر الفيزيائية مثل الفولتية والتيار والتسارع وما إلى ذلك ... تستخدم أجهزة الاستشعار مبادئ مختلفة لقياس هذه الكميات الفيزيائية. مثل التأثير الكهرضغطية يستخدم لقياس الجهد والتيار ، ويستخدم تأثير هول لقياس الكثافة المغناطيسية ، وما إلى ذلك ... RTD - كاشف درجة حرارة المقاومة ، هو مستشعر كاشف درجة الحرارة الذي يستخدم العلاقة بين درجة الحرارة ومقاومة الموصل لقياس درجة الحرارة. يحل هذا المستشعر محل المزدوجات الحرارية بسرعة.
ما هو مستشعر RTD؟
يشير مصطلح RTD إلى كاشف درجة حرارة المقاومة. يُعرف هذا المستشعر أيضًا باسم مقياس حرارة المقاومة. يستخدم هذا المستشعر لقياس درجة الحرارة.
عادة ما تكون متوفرة على شكل سلك رفيع مصنوع من النيكل أو النحاس البلاتيني ، ملفوف حول لب من السيراميك أو الزجاج. يستفيد هذا المستشعر من علاقة درجة الحرارة / المقاومة للسلك لقياس درجة الحرارة.
باستخدام علاقة مقاومة درجة الحرارة مقابل المقاومة ، يمكن للمرء أن يجد مقدار التغيير الذي حدث لقيمة مقاومة المستشعر ، لتغير درجة في درجة الحرارة. يتمتع معدن البلاتين بعلاقة مقاومة ثابتة ودرجة حرارة عبر نطاق واسع من درجات الحرارة.
بالنسبة للنيكل ، فإن مقدار التغير في المقاومة بسبب التغير في درجة الحرارة يصبح غير خطي ، عند درجة حرارة أعلى من 3000ج. بناءً على سلوكهم ، في نطاقات درجات حرارة مختلفة ، يتم اختيار المواد لصنع السلك الرقيق الذي يستخدم في RTD.
يمكن إنشاء RTD بأشكال مختلفة وفي بعض الحالات ، تكون أفضل من المزدوجات الحرارية من أجل الاستقرار والدقة والتكرار. يتطلب RTD مصدر طاقة للعمل. على عكس المزدوجة الحرارية التي تستخدم تأثير Seebeck لتوليد الجهد ، تستخدم RTD المقاومة الكهربائية.
مبدأ العمل
يعتمد عمل مستشعر RTD على العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة للمواد المستخدمة في بنائه. يتم قياس مقدار التغيير الملحوظ في قيمة مقاومة المادة الناتجة بسبب ارتفاع درجة الحرارة لكل درجة ويتم معايرة المستشعر وفقًا لذلك.
مستشعر RTD
العنصر المقاوم هش ، يحتاج دائمًا إلى عزل. الخيوط العازلة متصلة بالعنصر. لدرجة حرارة أقل من 250أويتم استخدام عوازل C مثل مطاط السيليكون ، PVC. يتم استخدام سبيكة معدنية خاملة كيميائيًا لدرجة الحرارة كغلاف واقي لإيواء نقطة القياس والأسلاك.
من درجة حرارة 00C حتى قيمة درجة الحرارة حيث يكون التغيير خطيًا ، يعتبر نطاق درجة حرارة المستشعر. هذا يعتمد على مادة السلك المستخدمة في المستشعر. بالنسبة إلى البلاتين المستخدم ، فإن النطاق يصل إلى 6600C. النيكل مناسب لدرجات حرارة أقل من 3000ج.
التقريب الخطي لعلاقة المقاومة بدرجة حرارة المعادن بين 00ج و 1000يعتبر C من الخصائص المهمة للمعدن الذي يستخدم كسلك في المستشعر.
يتم إعطاء معامل درجة الحرارة للمقاومة كـ
α = (R.100–ر0) / (1000سجل تجاري0)
حيث R0و ر100هي مقاومة المستشعر عند درجة الحرارة 00ج و 1000C على التوالي.
تطبيقات RTD
- يستخدم مستشعر RTD في السيارات لقياس درجة حرارة المحرك ، ومستشعر مستوى الزيت ، وأجهزة استشعار درجة حرارة الهواء الداخل. في الاتصال والأجهزة لاستشعار درجة حرارة أعلى من مكبرات الصوت ، كسب الترانزستور مثبتات ، إلخ…
- يستخدم RTD في إلكترونيات الطاقة ، والكمبيوتر ، والإلكترونيات الاستهلاكية ، وتداول الأغذية ومعالجتها ، والإلكترونيات الصناعية ، والإلكترونيات الطبية ، والجيش ، والفضاء.
أمثلة على RTD
بعض الأمثلة على مستشعر RTD هي مستشعر سائل التبريد ودرجة حرارة زيت ناقل الحركة. أجهزة الاستشعار ، مستشعر درجة حرارة الهواء الداخل ، كاشفات الحريق ، إلخ.
نظرا لدقتها واستقرارها ، RTD مجسات يتم استبدالها بسرعة المزدوجات الحرارية في التطبيقات الصناعية. يمكن أن تعطي RTD قيم دقة أعلى. يمكن أن يكون RTD مستقرًا لسنوات عديدة مقارنة بـ الحرارية ، والتي تظل مستقرة فقط لبضع ساعات من الاستخدام. توجد RTD في أجهزتنا اليومية مثل آلات القهوة والهواتف المحمولة. أي من تطبيقات RTD صادفتها؟
