سنسورهای مقاومتی دما (RTD – Resistance Temperature Detector) به‌عنوان یکی از دقیق‌ترین، پایدارترین و قابل‌اعتمادترین حسگرهای اندازه‌گیری دما در صنایع مختلف شناخته می‌شوند. این سنسورها به دلیل ویژگی‌های برجسته‌ی خود، در فرآیندهای کنترل دما، اتوماسیون صنعتی، کالیبراسیون و اندازه‌گیری‌های حساس به کار می‌روند. یکی از مهم‌ترین دسته‌بندی‌های این سنسورها، بر اساس تعداد سیم‌های متصل به مدار اندازه‌گیری است.تعداد سیم ها تأثیر مستقیمی بر میزان دقت، کیفیت اندازه‌گیری و حذف اثرات مقاومت سیم‌ها دارد.
در این مقاله، به‌صورت جامع، تخصصی و فنی تعریف سنسور RTD دو سیمه و تفاوت‌های اساسی آن را با مدل‌های سه سیمه و چهار سیمه مورد بررسی دقیق قرار خواهیم داد تا بهترین گزینه برای هر کاربرد مشخص شود.
سنسور RTD دو سیمه چیست؟
سنسور RTD دو سیمه ساده‌ترین، ابتدایی‌ترین و کم‌هزینه‌ترین نوع سنسورهای مقاومتی دما محسوب می‌شود. این مدل از دو سیم برای اتصال به مدار اندازه‌گیری استفاده می‌کند. در این ساختار، یکی از سیم‌ها به یک سمت المان مقاومتی مانند Pt100 و سیم دیگر به سمت دیگر آن متصل می‌شود.
در این نوع پیکربندی، مقدار مقاومت ثبت شده توسط مدار اندازه‌گیری که شامل مقاومت ذاتی سیم‌های اتصال، مقاومت‌های تماسی و تأثیرات نویزی مسیر انتقال نیز هست. این امر می‌تواند باعث ایجاد خطاهای سیستماتیک در قرائت‌های نهایی شود.
به دلیل همین ضعف، این نوع RTD عمدتاً در کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی ندارند، طول سیم‌های اتصال کوتاه است. در نهایت میزان خطای سیستماتیک قابل‌قبول و به کار گرفته می‌شود. این مدل، در بسیاری از موارد، برای اندازه‌گیری‌های تقریبی و تخمینی دما استفاده می‌شود و در شرایطی که امکان استفاده از سنسورهای دقیق‌تر وجود ندارد، مورد انتخاب قرار می‌گیرد.
ما در این مقاله در رابطه با سنسور دما مقاومتی یا RTD چیست؟ به طور جزئی صحبت کرده ایم.
مزایا و معایب سنسور RTD دو سیمه
مزایا:
- سادگی در نصب و سیم‌کشی: به دلیل استفاده از تنها دو سیم، فرآیند نصب این سنسورها نسبت به مدل‌های سه سیمه و چهار سیمه ساده‌تر و نیاز به تجهیزات پیچیده‌ای ندارد.
- کاهش هزینه‌ی کابل‌کشی و مصرف سیم: با توجه به استفاده از دو سیم به‌جای سه یا چهار سیم، هزینه‌ی کلی کابل‌کشی کاهش پیدا می‌کند.این موضوع در کاربردهای اقتصادی، نقش مهمی در بهینه‌سازی هزینه‌ها دارد.
- کاربرد در محیط‌های کوچک و سیستم‌های ساده: این نوع سنسورها برای محیط‌هایی که فاصله‌ی میان سنسور و سیستم اندازه‌گیری کوتاه است، ایده‌آل و عملکرد قابل‌قبولی ارائه می‌دهد.
- وزن کمتر و فضای اشغالی کمتر: به دلیل تعداد کمتر سیم‌های مورد استفاده، وزن کلی سنسور و حجم اشغال‌شده‌ی آن در مسیرهای کابل‌کشی کاهش می‌یابد.
معایب:
- عدم جبران مقاومت سیم‌ها و تأثیر آن بر دقت اندازه‌گیری: به دلیل وجود تنها دو سیم در این سنسورها، مقاومت سیم‌های اتصال در مقدار اندازه‌گیری‌شده لحاظ می‌شود. این امر منجر به ایجاد خطاهای سیستماتیک و افزایش عدم‌قطعیت در اندازه‌گیری می‌گردد.
- عدم مناسب بودن برای مسافت‌های طولانی: با افزایش طول سیم‌های اتصال، مقدار مقاومت اضافی ایجادو افزایش می یابد.همچنین خطای حاصل از مقاومت کابل‌ها بیشتر می‌شود.این امر باعث کاهش دقت کلی در اندازه‌گیری خواهد شد.
- کاربرد محدود در صنایع حساس و فرآیندهای دقیق: در مواردی که نیاز به اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق و با حساسیت بالا هستند، این مدل از سنسور RTD انتخاب مناسبی نیست.چراکه ممکن است مقدار دمای خوانده‌شده با مقدار واقعی اختلاف داشته باشد.
در صورت تمایل به خرید سنسور RTD و آشنایی با نکات مهم در انتخاب سنسور RTD حتما روی این متن کلیک کنید.
مقایسه سنسور RTD دو سیمه با مدل‌های سه سیمه و چهار سیمه
RTD سه سیمه
سنسور RTD سه سیمه را به‌عنوان یک راهکار برای کاهش اثر مقاومت سیم‌های اتصال طراحی می کنند. در آن از سه سیم برای ارتباط میان سنسور و مدار اندازه‌گیری استفاده می‌شود.در این نوع پیکربندی،سومین سیم به‌عنوان یک مسیر مجزا برای جبران اثرات مقاومت کابل های اتصال به کار گرفته می شود. در نتیجه، خطای حاصل از مقاومت کابل ها تا حد قابل‌توجهی کاهش پیدا می‌کند.
این نوع RTD در کاربردهای صنعتی نیازمند به دقت متوسط ، مانند فرآیندهای کنترل دما در صنایع غذایی، دارویی، پتروشیمی و نیروگاهی، به کار می‌رود. همچنین به دلیل تعادل بین هزینه و دقت، یکی از رایج‌ترین گزینه‌های مورد استفاده در صنعت محسوب می‌شود.
ما در این مقاله به بررسی روش های کالیبراسیون سنسورهای RTD پرداخته ایم.
RTD چهار سیمه
مدل RTD چهار سیمه دقیق‌ترین، پیشرفته‌ترین و پایدارترین پیکربندی سنسورهای RTD محسوب می‌شود. در این مدل، دو سیم برای ارسال جریان و دو سیم دیگر برای اندازه‌گیری دقیق ولتاژ دو سر المان مقاومتی استفاده می‌شود. این طراحی باعث می‌شود که اثر مقاومت سیم‌های اتصال به‌طور کامل حذف و دقت اندازه‌گیری به حداکثر مقدار ممکن برسد.
این مدل عمدتاً در آزمایشگاه‌های کالیبراسیون، تجهیزات اندازه‌گیری فوق دقیق، صنایع هوافضا، پزشکی، و فرآیندهایی که نیازمند به قرائت‌های با دقت بالا، استفاده می شود.
خواندن این مقاله از دست ندهید:چگونه سنسور RTD معیوب را تشخیص و به درستی تعمیر کنیم؟
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: