Che cos'è il termometro a resistenza: costruzione e funzionamento?

Un termometro è un dispositivo che viene utilizzato nella misurazione della temperatura. Un termometro a resistenza è un tipo di termometro che può essere utilizzato per fornire risultati estremamente accurati. La temperatura viene misurata misurando la variazione di resistenza. Il termometro è costituito da un filo di platino posto all'interno di sonde di vetro. Il dispositivo viene evacuato per evitare un aumento non necessario della temperatura. Il dispositivo è estremamente fragile e quindi tenuto all'interno di sonde protettive. Hanno una precisione estremamente elevata e stanno sostituendo le termocoppie nell'industria. Ha varie applicazioni importanti e viene utilizzato in diversi settori per fornire risultati accurati. Che cos'è il termometro a resistenza? Un termometro a resistenza viene utilizzato per la misurazione della temperatura. Viene anche chiamato rilevatore di temperatura a resistenza. Un RTD è fondamentalmente un sensore costituito da un filo sottile avvolto attorno a un materiale di vetro o ceramica e vengono utilizzate anche varie altre costruzioni. Il filo utilizzato è tipicamente di rame, nichel o platino. Il materiale utilizzato nella costruzione di questo termometro ha un'accurata relazione di resistenza e temperatura che viene utilizzata nella misurazione della temperatura.  Termometro a resistenzaCircuito del termometro a resistenzaIl circuito del termometro a resistenza è fondamentalmente un circuito a ponte di Wheatstone. Tuttavia, non è esattamente un ponte di Wheatstone, ma una modifica del circuito. È collegato a un braccio del ponte di Wheatstone come mostrato in figura:Circuito del termometro a resistenza I resistori R1 e R2 sono resistenze fisse e R3 è la resistenza variabile. Rt è la resistenza del rivelatore utilizzata nel circuito. In condizioni bilanciate, Rt = (R2 / R1 ) * R3 Quando R1 = R2 Rt = R3 La resistenza variabile utilizzata non è altro che un potenziometro regolabile. I resistori che usiamo nel circuito sono fatti di manganina. Questo perché la manganina ha il coefficiente di temperatura più basso e la temperatura non aumenta inutilmente. Ci sono alcune cose che dobbiamo tenere a mente durante la progettazione del circuito del termometro a resistenza e sono le seguenti: Usiamo i cavi per collegare il termometro a resistenza al nostro circuito. Quindi, se c'è una variazione di temperatura, anche la resistenza del circuito del ponte di Wheatstone varierà di conseguenza. Per evitare ciò, dovremo mantenere una distanza adeguata tra il punto di misura e il punto in cui la termoresistenza deve essere installata nel circuito. La corrente che scorre attraverso il termometro può provocare un effetto di riscaldamento portando ad un notevole aumento della temperatura nel circuito. Questa è una situazione inevitabile. Tuttavia, per evitare questa condizione, dovremo scendere a compromessi con la sensibilità del nostro strumento. Se riduciamo la corrente che scorre attraverso questo termometro, anche il calore generato diminuirà insieme alla sensibilità. Tuttavia, possiamo migliorare la situazione con un'adeguata amplificazione. L'aumento di temperatura può essere rappresentato dalla formula: ∆T = P / PdDove ∆T = aumento di temperatura in ⁰CP = potenza dissipata in RTD in watt Pd = Costante di dissipazione di RTD in W/ ⁰C L'equazione per termoresistenza Come sappiamo, la relazione di resistenza rispetto a quella di temperatura può essere data dall'equazione:Rt = Ro (1 + αt + βt2 + ϒt3 ———) Pertanto, dall'equazione di cui sopra, Rt può essere calcolato come:Rt = Ro (1 + αt + βt2 )Per platino puro,α = 3.94 Χ 10-3 /⁰Cβ = – 5.8 Χ 10-7 /(⁰C)2Possiamo scrivere l'equazione di cui sopra come: Rt = Ro (1 + C tpt)C = temperatura media della resistenza coefficiente compreso tra 0 ⁰C e 100 ⁰C.tpt = coefficiente di temperatura del platino ed è dato da tpt = [(Rt – Ro ) / (R100 – Ro)] * 100: Rt, Ro, R100 sono la resistenza a t ⁰C, 0 ⁰C, 100 ⁰C l'intervallo del termometro è indicato con R100 – RoL'equazione che è stata menzionata di seguito mostra la differenza tra la temperatura reale 't' e la temperatura del platino 'tpt'(t – tpt) = δ { (t/100) ^2 – (t/100 )}δ = costanteδsi trova tra 1.488 e 1.498. L'intervallo di temperatura di un termometro a resistenza al platino è compreso tra 100 C e 650 ⁰C. Principio di funzionamento La resistenza di un conduttore dipende dalle variazioni di temperatura. Quando la temperatura del metallo aumenta, provoca un aumento dell'ampiezza vibrazionale dei nuclei atomici del metallo. Ciò provoca un aumento della probabilità di collisione dei metalli liberi presenti sulla superficie metallica. Questo porta ad un aumento della resistenza del materiale causando un successivo aumento della temperatura. Questo è esattamente il modo in cui funziona la termoresistenza. Il rilevatore di temperatura è realizzato in rame, tungsteno, nichel o platino. Tuttavia, il platino è più adatto allo scopo a causa della sua stabile relazione di resistenza alla temperatura. Costruzione di un termometro a resistenzaUn termometro a resistenza al platino è costituito da una bobina di platino che è presente all'interno di un telaio a croce. Mettiamo l'intera disposizione in un tubo evacuato che è fatto di acciaio inossidabile. La disposizione della bobina genera una sollecitazione molto ridotta quando si verifica un aumento della temperatura. Ciò può causare un cambiamento indesiderato nella resistenza. Per la costruzione deve essere utilizzato il filo di platino puro. La purezza del platino può essere confermata utilizzando la formula R100 /Ro. Nel caso di materiale platino puro, il valore deve essere maggiore di 1.390. Vantaggi e svantaggi I vantaggi sono Dà un risultato accurato è utilizzato in varie applicazioni industriali Fornisce un vasto campo operativo. Gli svantaggi sono La sensibilità del platino è estremamente inferiore per un piccolo cambiamento di temperatura Il tempo di risposta è piuttosto lentoApplicazioni del termometro di resistenzaLe applicazioni sono utilizzate nel settore automobilistico per misurare la temperatura dell'olio motoreUtilizzato nella comunicazione e nella strumentazione per misurare le temperature di amplificatori, stabilizzatori, ecc.Utilizzato nell'industria alimentare, elettronica di potenza e ingegneria aerospaziale FAQ1). Come misura la temperatura la termoresistenza? Misura la temperatura misurando la variazione di resistenza rispetto alla variazione di temperatura del circuito2). Qual è l'intervallo del termometro a resistenza? L'intervallo di temperatura è compreso tra -200 C e 1000 C. 3). Qual è la precisione di un termometro a resistenza al platino? Fornisce un'eccellente precisione su un'ampia gamma di temperature.4). Come funziona un termometro a resistenza al platino? In un tipo al platino, la corrente viene fatta passare attraverso un circuito e la temperatura viene misurata misurando la tensione attraverso il circuito. La variazione di resistenza viene quindi utilizzata per misurare la temperatura. 5). Che tipo di metalli scegliamo per realizzare i termometri a resistenza? Vengono utilizzati metalli come rame, nichel e platino che sono precisi rapporti temperatura/resistenza. Quindi, qui abbiamo menzionato tutti i dettagli importanti relativi a una panoramica del termometro a resistenza. Come si vede è un dispositivo molto importante dal punto di vista industriale. Ha infinite applicazioni. Se conosci qualche caratteristica importante di questo strumento, faccelo sapere. Ecco una domanda per te, quali sono i tipi di termoresistenza?

Lasciate un messaggio 

Elenco dei messaggi