تفاوت بین سنسور RTD دو سیمه، سه سیمه و چهار سیمه

مقدمه

RTDها (نشانگر دمای مقاومتی) به صورت دو سیمه، سه سیمه یا چهار سیمه موجود می باشند. انتخاب RTD مناسب برای یک کاربری خاص به چند عامل بستگی داشته و پیکربندی سنسور با منتقل کننده باید مطابقت داشته باشد در غیر اینصورت ممکن است عملکرد حذف مقاومت سیم های انتقال از محاسبات به درستی انجام نشود. در این مقاله انواع RTD ها، عوامل موثر در انتخاب آن ها و نکاتی پیرامون جایگزینی کردن آن ها به جای یکدیگر مطرح می شود، از شما خوانندگان عزیز دعوت می کنیم تا انتهای مطلب ما را همراهی کنید.

انواع RTD ها:

1. دو سیمه
2. سه سیمه
3. چهار سیمه

 دیاگرام سیم کشی RTD:

1- RTD دو سیمه

در مدل دو سیمه مقاومت سیم ها به مقاومت عنصر مقاومت اضافه می شود. در نتیجه دمای خوانده شده به صورت مصنوعی بالاتر از مقدار واقعی خواهد بود. شکل زیر خطای دمایی مدل دو سیمه را در طول ها و سایز های مختلف برای RTD 100 اهم پلاتینی در دمای 100 درجه نشان می دهد.

در بین RTD ها، مدل دو سیمه به دلیل اینکه امکان حذف مقاومت سیم وجود ندارد پایین ترین دقت را دارد. این مدل معمولا با سیم کوتاه و یا در جایی که به دقت بالا نیاز نیست مورد استفاده قرار می گیرد.

2- RTD سه سیمه

مدل سه سیمه می تواند مقاومت سیم ها را اندازه بگیرد و آن را از محاسبات دما حذف کند.

حذف خطای مقاومت سیم ها زمانی که تمام سیم ها مقاومت یکسانی داشته باشند بیشترین تاثیر خود را دارد. با استفاده از 3 سیم با یک استاندارد و طول مشابه معمولا می توانیم با خطای 5 درصد مقدار مقاومت سیم ها را بسنجیم. شکل زیر خطای دمایی مدل دو سیمه را در طول ها و سایز های مختلف برای RTD سه سیم 100 اهم پلاتینی در دمای 100 درجه نشان می دهد.

مدل سه سیمه معمولا در کاربری های صنعتی برای حذف میانگین مقاومت سیم ها مورد استفاده قرار می گیرد. وقتی که فاصله بین سنسور و دستگاه اندازه گیری یا کنترل طولانی باشد با استفاده از مدل سه سیمه به جای چهار سیمه می توان در هزینه ها صرفه جویی کرد.

مدار سه سیمه با اندازه گیری مقاومت توسط معادله ای که در تصویر می بینید مقاومت عنصر RTD را به دست می آورد (Rb). در این روش مقاومت سیم های 1،2و3 یکسان فرض می شود.

3- RTD چهار سیمه

مدل چهار سیمه می تواند مقاومت سیم ها را حذف کند به شرطی که دستگاه ترانسمیتر بتواند مقدار مقاومت هر چهار سیم را اندازه بگیرد. با اندازه گیری دقیق مقاومت چهار سیم، می توانیم خطای مقاومت را حتی اگر سیم ها از لحاظ طول و استاندارد یکی نباشند، حذف کنیم.

ساختار چهار سیمه در ابتدا در آزمایشگاه هایی که به دقت بالایی نیاز داشتند استفاده می شد. در این مدل RTD ها مقاومت دقیق سیم ها از مقاومت سنسور کم و حذف می شود.

مدار چهار سیمه یک پل چهار سیمه کامل است که سیم های 1 و 4 برای تغذیه و سیم های 3 و 4 برای خواندن استفاده می شود. این مدار هر گونه تفاوت در مقاومت سیم ها را جبران می کند.

عوامل موثر در انتخاب RTD

عواملی که در انتخاب RTD باید در نظر گرفت عبارتند از؛

• هزینه نصب – به طور کلی هرچه تعداد سیم های RTD بیشتر باشد قیمت آن هم بیشتر است
• فضای کاری در دسترس: هرچه تعداد سیم های RTD بیشتر باشد به فضای بیشتری برای نصب نیاز داریم
• دقت دستگاه: ممکن است مدل دو سیمه هم پاسخگوی دقت مورد نیاز شما باشد به خصوص در عناصری با مقاومت بالا

جایگزین کردن RTD ها و استفاده از آنها به جای یکدیگر:

• مدل های چهار سیمه را با حذف یکی از سیم ها می توان به صورت سه سیمه نیز استفاده کرد
• مدل چهار سیمه را با ترکیب (اتصال کوتاه) سیم های مشابه (که معمولا همرنگ هستند) می توان به صورت دو سیمه نیز استفاده کرد

توجه: با اتصال کوتاه سیم های مشابه مزایای قابلیت حذف مقاومت سیم ها را از بین می برد.

• مدل های سه سیمه را با ترکیب (اتصال کوتاه) سیم های مشابه (که معمولا همرنگ هستند) می توان به صورت دو سیمه نیز استفاده کرد

توجه: با اتصال کوتاه سیم های مشابه مزایای قابلیت حذف مقاومت سیم ها را از بین می برد.

خلاصه ای کوتاه و مفید

RTD ها به دسته؛ دو سیمه، سه سیمه و چهار سیمه تقسیم می شوند. در انتخاب RTD ها بایستی سه عامل؛ هزینه نصب، فضای کاری در دسترس و دقت دستگاه بایستی توجه کرد. RTD چهارسیمه را به جای RTD دو سیمه و سه سیمه، RTD سه سیمه را به جای RTD دو سیمه می توان استفاده کرد.

منبع؛   instrumentationtools.com