तापमान मुख्य भौतिक मापदंडों में से एक है। रोजमर्रा की जिंदगी और उत्पादन दोनों में इसे मापना और नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है। इसके लिए कई खास डिवाइस हैं। प्रतिरोध थर्मामीटर विज्ञान और उद्योग में सक्रिय रूप से उपयोग किए जाने वाले सबसे आम उपकरणों में से एक है। आज हम आपको बताएंगे कि प्रतिरोध थर्मामीटर क्या है, इसके फायदे और नुकसान, और विभिन्न मॉडलों को भी समझें।
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प्रतिरोधक थर्मामीटर ठोस, तरल और गैसीय मीडिया के तापमान को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया एक उपकरण है। इसका उपयोग थोक ठोस पदार्थों के तापमान को मापने के लिए भी किया जाता है।
प्रतिरोध थर्मामीटर ने गैस और तेल उत्पादन, धातु विज्ञान, ऊर्जा, आवास और सांप्रदायिक सेवाओं और कई अन्य उद्योगों में अपना स्थान पाया है।
महत्वपूर्ण! प्रतिरोध थर्मामीटर का उपयोग तटस्थ और आक्रामक दोनों वातावरणों में किया जा सकता है। यह रासायनिक उद्योग में उपकरण के प्रसार में योगदान देता है।
टिप्पणी! थर्मोकपल का उपयोग उद्योग में तापमान मापने के लिए भी किया जाता है, उनके बारे में और जानें थर्मोकपल के बारे में हमारा लेख.
सेंसर के प्रकार और उनकी विशेषताएं
एक प्रतिरोध थर्मामीटर के साथ तापमान माप एक या अधिक प्रतिरोध संवेदन तत्वों और कनेक्टिंग का उपयोग करके किया जाता है तारों, जो एक सुरक्षात्मक मामले में सुरक्षित रूप से छिपे हुए हैं।
संवेदनशील तत्व के प्रकार के अनुसार वाहन का वर्गीकरण ठीक होता है।
GOST 6651-2009 . के अनुसार धातु प्रतिरोध थर्मामीटर
के अनुसार गोस्ट 6651-2009 वे धातु प्रतिरोध थर्मामीटर के एक समूह को भेद करते हैं, यानी टीएस, जिसका संवेदनशील तत्व धातु के तार या फिल्म से बना एक छोटा अवरोधक है।
प्लेटिनम तापमान मीटर
प्लेटिनम टीएस को अन्य प्रकारों में सबसे आम माना जाता है, इसलिए उन्हें अक्सर महत्वपूर्ण मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए स्थापित किया जाता है। तापमान माप सीमा निहित है -200 °С से 650 ° . तक. विशेषता एक रैखिक कार्य के करीब है। सबसे आम प्रकारों में से एक है पीटी100 (पीटी - प्लैटिनम, 100 - का अर्थ है 0 डिग्री सेल्सियस पर 100 ओम).
महत्वपूर्ण! रचना में कीमती धातु के उपयोग के कारण इस उपकरण का मुख्य नुकसान उच्च लागत है।
निकल प्रतिरोध थर्मामीटर
संकीर्ण तापमान सीमा के कारण निकेल टीएस का उत्पादन में लगभग कभी भी उपयोग नहीं किया जाता है (-60 डिग्री सेल्सियस से 180 डिग्री सेल्सियस तक) और परिचालन संबंधी कठिनाइयाँ, हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उनके पास उच्चतम तापमान गुणांक है 0.00617 डिग्री सेल्सियस-1.
पहले, ऐसे सेंसर जहाज निर्माण में उपयोग किए जाते थे, हालांकि, अब इस उद्योग में उन्हें प्लेटिनम वाहनों से बदल दिया गया है।
कॉपर सेंसर (टीसीएम)
ऐसा लगता है कि तांबे के सेंसर के उपयोग की सीमा निकल वाले की तुलना में भी कम है (केवल -50 °С से 170 ° . तक), लेकिन, फिर भी, वे अधिक लोकप्रिय प्रकार के वाहन हैं।
रहस्य डिवाइस की सस्तेपन में है। कॉपर सेंसिंग तत्व उपयोग में सरल और सरल हैं, और कम तापमान या संबंधित मापदंडों को मापने के लिए भी उत्कृष्ट हैं, जैसे कि दुकान में हवा का तापमान।
हालांकि, इस तरह के एक उपकरण का सेवा जीवन छोटा है, और तांबे के टीएस की औसत लागत बहुत महंगी नहीं है (लगभग 1 हजार रूबल).
थर्मिस्टर
थर्मिस्टर्स प्रतिरोध थर्मामीटर होते हैं जिनके संवेदन तत्व अर्धचालक से बने होते हैं। यह एक ऑक्साइड, एक हैलाइड या एम्फ़ोटेरिक गुणों वाले अन्य पदार्थ हो सकते हैं।
इस उपकरण का लाभ न केवल उच्च तापमान गुणांक है, बल्कि भविष्य के उत्पाद को कोई भी आकार देने की क्षमता भी है (एक पतली ट्यूब से एक उपकरण तक कुछ माइक्रोन लंबे) एक नियम के रूप में, थर्मिस्टर्स को तापमान मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है -100 °С से +200 °С . तक.
थर्मिस्टर्स दो प्रकार के होते हैं:
- thermistors - प्रतिरोध का एक नकारात्मक तापमान गुणांक है, अर्थात तापमान में वृद्धि के साथ, प्रतिरोध कम हो जाता है;
- पॉज़िस्टर्स - प्रतिरोध का सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, अर्थात जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, प्रतिरोध भी बढ़ता है।
प्रतिरोध थर्मामीटर के लिए कैलिब्रेशन टेबल
ग्रेजुएशन टेबल एक सारांश ग्रिड है जिसके द्वारा आप आसानी से निर्धारित कर सकते हैं कि किस तापमान पर थर्मामीटर का एक निश्चित प्रतिरोध होगा। इस तरह की टेबल इंस्ट्रूमेंटेशन वर्कर्स को एक निश्चित प्रतिरोध मूल्य के अनुसार मापा तापमान के मूल्य का मूल्यांकन करने में मदद करती हैं।
इस तालिका में विशेष वाहन पदनाम हैं। आप उन्हें शीर्ष पंक्ति पर देख सकते हैं। संख्या का अर्थ है 0°C पर सेंसर का प्रतिरोध मान, और अक्षर वह धातु है जिससे इसे बनाया गया है।
धातु को नामित करने के लिए, उपयोग करें:
- पी या पीटी - प्लेटिनम;
- एम - ताँबा;
- एन - निकेल।
उदाहरण के लिए, 50M एक कॉपर आरटीडी है, जिसका प्रतिरोध 0 डिग्री सेल्सियस पर 50 ओम है।
नीचे थर्मामीटर की अंशांकन तालिका का एक टुकड़ा है।
| 50 एम (ओम) | 100 मीटर (ओम) | 50पी (ओम) | 100पी (ओम) | 500पी (ओम) | |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 डिग्री सेल्सियस | 39.3 | 78.6 | 40.01 | 80.01 | 401.57 |
| 0 डिग्री सेल्सियस | 50 | 100 | 50 | 100 | 500 |
| 50 डिग्री सेल्सियस | 60.7 | 121.4 | 59.7 | 119.4 | 1193.95 |
| 100 ° | 71.4 | 142.8 | 69.25 | 138.5 | 1385 |
| 150 ° | 82.1 | 164.2 | 78.66 | 157.31 | 1573.15 |
सहिष्णुता वर्ग
सहिष्णुता वर्ग को सटीकता वर्ग की अवधारणा के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए। थर्मामीटर की मदद से, हम सीधे माप परिणाम नहीं देखते हैं और माप परिणाम देखते हैं, लेकिन वास्तविक तापमान के अनुरूप प्रतिरोध मान को बाधाओं या माध्यमिक उपकरणों में स्थानांतरित करते हैं। इसलिए एक नई अवधारणा पेश की गई है।
सहिष्णुता वर्ग वास्तविक शरीर के तापमान और माप के दौरान प्राप्त तापमान के बीच का अंतर है।
टीएस सटीकता के 4 वर्ग हैं (सबसे सटीक से अधिक त्रुटि वाले उपकरणों तक):
- ए.ए.;
- लेकिन;
- बी;
- से।
यहाँ सहिष्णुता वर्गों की तालिका का एक टुकड़ा है, आप पूर्ण संस्करण देख सकते हैं गोस्ट 6651-2009.
| एक्यूरेसी क्लास | सहिष्णुता, °С | तापमान रेंज, °С | ||
|---|---|---|---|---|
| कॉपर टीएस | प्लेटिनम टीएस | निकेल टीएस | ||
| आ | ±(0.1 + 0.0017 |टी|) | - | -50 °С से +250 ° . तक | - |
| लेकिन | ±(0.15+0.002 |t|) | -50 °С से +120 ° . तक | -100 °С से +450 °С . तक | - |
| पर | ±(0.3 + 0.005 |टी|) | -50 °С से +200 ° . तक | -195 °С से +650 ° . तक | - |
| से | ±(0.6 + 0.01 |टी|) | -180 °С से +200 °С . तक | -195 °С से +650 ° . तक | -60 °С से +180 ° |
कनेक्शन आरेख
प्रतिरोध का मान ज्ञात करने के लिए, इसे मापा जाना चाहिए। इसे मापने वाले सर्किट में शामिल करके किया जा सकता है। इसके लिए, 3 प्रकार के सर्किट का उपयोग किया जाता है, जो तारों की संख्या और प्राप्त माप सटीकता में भिन्न होते हैं:
- 2-तार सर्किट. इसमें न्यूनतम संख्या में तार होते हैं, जिसका अर्थ है कि यह सबसे सस्ता विकल्प है। हालांकि, इस योजना को चुनते समय, इष्टतम माप सटीकता प्राप्त करना संभव नहीं होगा - उपयोग किए गए तारों के प्रतिरोध को थर्मामीटर के प्रतिरोध में जोड़ा जाएगा, जो तारों की लंबाई के आधार पर एक त्रुटि पेश करेगा। उद्योग में, ऐसी योजना का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। इसका उपयोग केवल उन मापों के लिए किया जाता है जहां विशेष सटीकता महत्वपूर्ण नहीं होती है, और सेंसर द्वितीयक कनवर्टर के निकट निकटता में स्थित होता है। 2-वायर बाईं तस्वीर में दिखाया गया है.
- 3-तार सर्किट. पिछले संस्करण के विपरीत, यहां एक अतिरिक्त तार जोड़ा जाता है, जो जल्द ही अन्य दो मापने वाले में से एक से जुड़ा होता है। इसका मुख्य लक्ष्य है जुड़े तारों का प्रतिरोध प्राप्त करने की क्षमता और इस मान को घटाएं (कमी पूर्ति) सेंसर से मापा मूल्य से। माध्यमिक उपकरण, मुख्य माप के अलावा, अतिरिक्त रूप से बंद तारों के बीच प्रतिरोध को मापता है, जिससे सेंसर से बैरियर या सेकेंडरी तक कनेक्शन तारों के प्रतिरोध का मूल्य प्राप्त होता है। चूंकि तार बंद हैं, यह मान शून्य होना चाहिए, लेकिन वास्तव में, तारों की बड़ी लंबाई के कारण, यह मान कई ओम तक पहुंच सकता है।इसके अलावा, तारों के प्रतिरोध के मुआवजे के कारण, इस त्रुटि को मापा मूल्य से घटाया जाता है, अधिक सटीक रीडिंग प्राप्त करता है। ज्यादातर मामलों में इस तरह के कनेक्शन का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह आवश्यक सटीकता और स्वीकार्य मूल्य के बीच एक समझौता है। 3-तार केंद्रीय आकृति में दर्शाया गया है.
- 4-तार सर्किट. लक्ष्य तीन-तार सर्किट का उपयोग करते समय समान होता है, लेकिन त्रुटि मुआवजा दोनों परीक्षण लीड पर होता है। तीन-तार सर्किट में, दोनों टेस्ट लीड का प्रतिरोध मान समान मान माना जाता है, लेकिन वास्तव में यह थोड़ा भिन्न हो सकता है। चार तार वाले परिपथ में एक और चौथा तार जोड़ने पर (दूसरे टेस्ट लीड के लिए छोटा), इसके प्रतिरोध मूल्य को अलग से प्राप्त करना संभव है और तारों से सभी प्रतिरोधों की लगभग पूरी तरह से भरपाई करना संभव है। हालांकि, यह सर्किट अधिक महंगा है, क्योंकि चौथे कंडक्टर की आवश्यकता होती है, और इसलिए इसे या तो पर्याप्त फंडिंग वाले उद्यमों में लागू किया जाता है, या उन मापदंडों के मापन में जहां अधिक सटीकता की आवश्यकता होती है। 4-तार कनेक्शन योजना आप सही तस्वीर पर देख सकते हैं.
टिप्पणी! एक Pt1000 सेंसर के लिए, पहले से ही शून्य डिग्री पर, प्रतिरोध 1000 ओम है। आप उन्हें देख सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक भाप पाइप पर, जहां मापा तापमान 100-160 डिग्री सेल्सियस है, जो लगभग 1400-1600 ओम से मेल खाता है। लंबाई के आधार पर तारों का प्रतिरोध लगभग 3-4 ओम होता है, अर्थात। वे व्यावहारिक रूप से त्रुटि को प्रभावित नहीं करते हैं और तीन या चार तार कनेक्शन योजना का उपयोग करने का कोई मतलब नहीं है।
प्रतिरोध थर्मामीटर के फायदे और नुकसान
किसी भी उपकरण की तरह, प्रतिरोध थर्मामीटर के उपयोग के कई फायदे और नुकसान हैं। आइए उन पर विचार करें।
लाभ:
- लगभग रैखिक विशेषता;
- माप काफी सटीक हैं (त्रुटि 1°С . से अधिक नहीं);
- कुछ मॉडल सस्ते और उपयोग में आसान हैं;
- उपकरणों की विनिमेयता;
- कार्य स्थिरता।
कमियां:
- छोटी माप सीमा;
- माप के अपेक्षाकृत कम सीमित तापमान;
- बढ़ी हुई सटीकता के लिए विशेष कनेक्शन योजनाओं का उपयोग करने की आवश्यकता, जिससे कार्यान्वयन की लागत बढ़ जाती है।
एक प्रतिरोध थर्मामीटर लगभग सभी उद्योगों में एक सामान्य उपकरण है। प्राप्त आंकड़ों की सटीकता के लिए डर के बिना इस उपकरण के साथ कम तापमान को मापना सुविधाजनक है। थर्मामीटर बहुत टिकाऊ नहीं है, हालांकि, उचित मूल्य और सेंसर को बदलने में आसानी इस छोटी सी कमी को कवर करती है।
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