RTD と熱電対|物理

RTD と熱電対 – 熱電対の概要:概要熱電対は、利用可能な最も基本的なセンサーの 1 つです。これは、測定ポイントの近くで接続されている 2 つの異なる金属ワイヤで構成されています。

RTD と熱電対

金属の電気抵抗は、熱が増加して金属が熱くなると増加し、熱が低下して金属が冷たくなると減少します。 RTD は、金属の電気抵抗の変化を測定することによって局所温度の変化を感知する温度センサーです。 RTD で使用される金属は、測定値を解釈できるようにするために、人々に知られており、簡単に参照できるように記録された電気抵抗を持っている必要があります。その結果、銅、ニッケル、およびプラチナはすべて、RTD 製造で使用される一般的な金属です。

熱電対は、センサー内の 2 つの異なる金属を組み合わせることにより、ローカル温度を識別するために読み取ることができる電圧を生成する温度センサーです。熱電対は、さまざまな温度範囲とセンサー特性でさまざまなキャリブレーションを提供するために、さまざまな金属の組み合わせで作成できます。

一般に測温抵抗体として知られる測温抵抗体 (RTD) は、優れた再現性と部品の交換性を備えた温度センサーです。 RTD は、抵抗が温度の関数として変化する金属部品で構成されています。動作中に適度な励起電流が素子に流れ、抵抗に比例する電圧が測定され、温度校正単位に変換されます。 RTD 測定要素は、セラミックまたはガラスのコアにワイヤ (ワイヤ巻き要素) を巻き付けるか、フィルム (薄膜要素) をメッキしてから、セラミックまたはガラスのカプセル内に密封することによって作成されます。

Pyromation は、幅広い産業用途向けの測温抵抗体と温度計を製造しています。シングルエレメントまたはデュアルエレメント RTD、PT100s ～ PT1000s からサニタリー CIP の組み合わせまで、お客様のプロジェクトに適した RTD タイプをご用意しています。必要な RTD 測定デバイスが当社のカタログに記載されていない場合、当社の製品エンジニアが、接続ヘッド、サーモウェル、および/または送信機を必要とする温度センサーアセンブリを含めて、1 つを作成します。

RTD の種類

薄膜 RTD – 薄膜 RTD は、金属 (通常はプラチナ) の非常に薄い層をセラミック基板上に堆積させることによって作成されます。金属フィルムは、所望の抵抗を与える電気回路パターンにエッチングまたはレーザーカットされます。次にリード線を取り付け、エレメントに薄い保護ガラスコーティングを施します。

この形式の RTD は、堅牢性、信頼性、および低コストのため、非常に人気があります。薄膜素子は、他の形式の RTD よりも耐衝撃性と耐振動性に優れています。平らな形状であるため、幅広い工業用制御および計装アプリケーションで使用できます。抵抗、公差、サイズ、および形状には、さらにオプションがあります。

巻線 RTD – 薄膜 RTD は、金属 (通常はプラチナ) の非常に薄い層をセラミック基板上に堆積させることによって作成されます。金属フィルムは、所望の抵抗を与える電気回路パターンにエッチングまたはレーザーカットされます。次にリード線を取り付け、エレメントに薄い保護ガラスコーティングを施します。

熱電対の種類とその用途

機械加工中の鋼の測定は、熱電対アプリケーションの 1 つです。温度範囲が広いため、B、K、R、および S タイプの熱電対は、この用途に最適です。これにより、メーカーは溶融材料がいつ所望の温度に達したかを判断できます。熱電対は暖房器具にも適しています。ガス供給機器が飽和状態までポンプで汲み上げられると、危険なほど熱くなり、ガスに圧力がかかって高温になる危険な状況が発生する可能性があります。状況が不安定になると、熱電対は温度を読み取り、ガス遮断弁を作動させることができます。

熱電対の組み合わせは 4 つのカテゴリに分類され、それぞれに大文字の見出しが付いています。ホームボディクラス、アッパークラストクラス、レアリファイドクラス、エキゾチッククラスの 4 つのカテゴリがあります。下位の地殻クラスはすべてのプラチナの組み合わせを表し、上位の地殻クラスは「標準」または広く利用されている金属を表します。高融点金属は希少なクラスを構成しますが、エキゾチックなクラスははるかに特殊化されており、特定の用途に使用されるレアメタルの特定の組み合わせで構成されています.

RTD 熱電対配線図

熱電対を使用する理由

温度測定に熱電対を使用すべきかどうかについて議論しているかもしれません。熱電対を使用すると、多くの要因からメリットが得られます。以下にいくつかの例を示します。

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スピード – 誰もが高速で実行されるアプライアンスの使用を楽しんでいます。時間とエネルギーを節約できます。通常、熱電対のサイズと質量によって速度が決まります。アプリケーションが大きい場合、温度の読み取りは遅くなります。ほとんどの場合、熱電対はより大きなサーミスタを備えていますが、技術の進歩により、適合するように小型化されている場合があります。熱電対線はカーボンビーズに接続され、ガラスでコーティングされています。熱電対の動作では、冷接点と温接点の両方が重要です。熱電対をすばやく効率的に使用したい場合は、小さなサイズの熱電対または小さなサーミスターを備えたものを選択してください。

精度 – 熱電対の精度は、製造に使用される材料によって決まります。メーカーは、低品質のワイヤを使用している場合、熱電対プローブアセンブリを電子回路に恒久的に取り付けることで精度を高めることができます。

コスト – ほとんどの科学的プローブと比較すると、熱電対は一般に非常に経済的であると考えられています。当然のことながら、費用はデバイスの種類によって異なります。一方、熱電対はサーミスタよりも高価です。これは、熱電対のプローブ材料がより堅牢で高品質であるためです。メーカーが高品位の材料ではなく低品位の材料を使用すると、熱電対の効率と精度が低下します。さまざまな種類の熱電対から、どれが最適かがわかります。

結論

金属の電気抵抗は、熱が上昇して金属が高温になると増加しますが、熱が低下して金属が低温になると減少します。温度の測定に熱電対を使用するかどうかについて議論しているかもしれません。