سنسور RTD سه سیمه یکی از پرکاربردترین حسگرهای دما در صنایع مختلف است که به دلیل طراحی خاص خود، قادر به جبران خطای ناشی از مقاومت سیم‌های رابط می‌باشد. این سنسورها با بهره‌گیری از یک مدار جبران‌سازی، دقت و پایداری بالاتری نسبت به مدل‌های دو سیمه ارائه داده و در کاربردهای صنعتی و تحقیقاتی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق دما دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سنسور RTD سه سیمه چیست؟
سنسور RTD (Resistant Temperature Detector) سه سیمه یکی از انواع سنسورهای دما است که بر اساس تغییرات مقاومت یک فلز با تغییر دما عمل می‌کند. این سنسورها به طور معمول از فلزات خاصی مانند پلاتین ساخته می‌شوند که ویژگی‌های مقاومتی آنها نسبت به دما تغییر می‌کند. اصول کار این سنسورها به گونه‌ای است که وقتی دما افزایش می‌یابد، مقاومت الکتریکی آنها نیز افزایش می‌یابد.
در سنسور RTD سه سیمه، سه سیم به حسگر متصل هستند که دو سیم به منظور اندازه‌گیری مقاومت استفاده می‌شوند و سیم سوم برای جبران مقاومت سیم‌ها و به حداقل رساندن تاثیرات کابل و اتصالات به سیستم استفاده می‌شود. این نوع از سنسورها معمولاً در کاربردهایی که نیاز به دقت بالا و ثبات در طول زمان دارند، استفاده می‌شوند.
ما در این مقاله در رابطه با سنسور دما مقاومتی یا RTD چیست؟ به طور جزئی صحبت کرده ایم.
ساختار سنسور RTD سه سیمه
سنسور RTD سه سیمه از یک المان حسگر مقاومتی (معمولاً از جنس پلاتین مانند PT100 یا PT1000) تشکیل شده است که تغییرات دما را بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی اندازه‌گیری می‌کند. این سنسور دارای سه سیم متصل به المان مقاومتی است که برای کاهش اثر مقاومت سیم‌های اتصال در اندازه‌گیری دما استفاده می‌شوند. این سه سیم به‌صورت زیر عمل می‌کنند:
- سیم اول (سیم جریان): جریان الکتریکی را به المان مقاومتی ارسال می‌کند.
- سیم دوم (سیم اندازه‌گیری ولتاژ): ولتاژ دو سر المان را اندازه‌گیری می‌کند.
- سیم سوم (سیم جبران‌سازی مقاومت سیم‌ها): برای جبران مقاومت سیم‌های رابط در مدار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در صورت تمایل به خرید سنسور RTD و آشنایی با نکات مهم در انتخاب سنسور RTD حتما روی این متن کلیک کنید.
نحوه عملکرد سنسور RTD سه سیمه
در RTD دو سیمه، مقاومت سیم‌های اتصال به المان حسگر تأثیر مستقیم روی مقدار اندازه‌گیری‌شده دارد که دقت اندازه‌گیری را کاهش می‌دهد. در RTD سه سیمه، از یک روش جبران‌سازی ساده اما مؤثر برای حذف این خطا استفاده می‌شود:
- مدار اندازه‌گیری جریان مشخصی را از طریق دو سیم (سیم اول و سیم سوم) به المان RTD اعمال می‌کند.
- ولتاژ دو سر المان RTD توسط سیم دوم و یکی از سیم‌های جریان اندازه‌گیری می‌شود.
- فرض بر این است که مقاومت دو سیم جریان و جبران‌سازی برابر است، بنابراین مدار قادر خواهد بود اثر مقاومت سیم‌های رابط را از مقدار اندازه‌گیری‌شده حذف کند.
مزایای سنسور RTD سه سیمه
- دقت بالاتر نسبت به RTD دو سیمه: با حذف اثر مقاومت سیم‌های رابط، مقدار دما با خطای کمتری اندازه‌گیری می‌شود.
- قابلیت استفاده در مسافت‌های طولانی‌تر: به دلیل جبران‌سازی مقاومت سیم، امکان نصب RTD در فاصله بیشتری از واحد اندازه‌گیری وجود دارد.
- پایداری بیشتر نسبت به ترموکوپل‌ها: سنسورهای RTD در مقایسه با ترموکوپل‌ها پایداری بیشتری در طول زمان دارند و نیاز به کالیبراسیون کمتری دارند.
- پاسخ‌دهی خطی‌تر در محدوده دمایی گسترده: برخلاف ترموکوپل‌ها که دارای خروجی غیرخطی هستند، RTD سه سیمه دارای رفتار خطی‌تری است که باعث ساده‌تر شدن پردازش سیگنال می‌شود.
- کاهش خطای ناشی از تغییرات دمای محیط: تغییرات دمایی در مسیر سیم‌ها تأثیر کمتری روی اندازه‌گیری دارد زیرا مقاومت سیم‌ها جبران‌سازی می‌شود.
خواندن این مقاله از دست ندهید:چگونه سنسور RTD معیوب را تشخیص و به درستی تعمیر کنیم؟
محدودیت‌ها و معایب سنسور RTD سه سیمه
- هزینه بالاتر نسبت به RTD دو سیمه: به دلیل نیاز به سیم اضافی و مدار جبران‌سازی، هزینه ساخت و نصب آن نسبت به RTD دو سیمه بیشتر است.
- عدم جبران کامل در برخی موارد: در صورتی که طول دو سیم جریان و جبران دقیقاً برابر نباشند، مقداری خطا در اندازه‌گیری باقی خواهد ماند.
- نیاز به تجهیزات خوانش دقیق‌تر: برای اندازه‌گیری دقیق، نیاز به مدارهای الکترونیکی مخصوص با قابلیت جبران‌سازی مناسب است.
خواندن این مقاله را از دست ندهید:سنسور RTD دو سیمه چیست و چه تفاوتی با مدل‌های دیگر دارد؟
کاربردهای سنسور RTD سه سیمه
با توجه به دقت و پایداری بالا، سنسورهای RTD سه سیمه در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: برای کنترل دقیق دما در فرایندهای پالایشگاهی و تجهیزات تحت فشار بالا.
- نیروگاه‌ها: برای مانیتورینگ دمای توربین‌ها، بویلرها و سیستم‌های انتقال حرارت.
- صنایع غذایی و داروسازی: به دلیل نیاز به دقت بالا و رعایت استانداردهای بهداشتی.
- سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC): برای کنترل دقیق دما در ساختمان‌های هوشمند و محیط‌های صنعتی.
- آزمایشگاه‌های تحقیقاتی: برای اندازه‌گیری دقیق دما در تست‌های علمی و تحقیقاتی.
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: