Princípio de funcionamento do sensor RTD e suas aplicações

Sensores são os dispositivos utilizados por equipamentos eletrônicos, elétricos e mecânicos para interagir com o ambiente externo. Eles são usados ​​para medir vários tipos de fenômenos físicos, como tensões, corrente, aceleração, etc ... Os sensores fazem uso de vários princípios para medir essas grandezas físicas. Tal como o efeito piezoelétrico é usado para medir tensão e corrente, o efeito Hall é usado para medir a densidade magnética, etc ... RTD - Detector de temperatura por resistência, é um sensor detector de temperatura que usa a relação entre temperatura e resistência do condutor para medir a temperatura. Este sensor está substituindo termopares rapidamente.

O que é um sensor RTD?

O termo RTD significa Detector de temperatura de resistência. Este sensor também é conhecido como termômetro de resistência. Este sensor é usado para medir a temperatura.

Normalmente, eles estão disponíveis como um pedaço de fio fino feito de níquel platina ou cobre, enrolado em um núcleo de cerâmica ou vidro. Este sensor faz uso da relação temperatura / resistência do fio para medir a temperatura.

Usando a relação temperatura Vs resistência, pode-se encontrar a quantidade de mudança ocorrida no valor de resistência do sensor, para uma mudança de grau na temperatura. O metal de platina tem uma relação estável de resistência-temperatura em uma ampla faixa de temperatura.

Para o níquel, a quantidade de mudança na resistência devido à mudança na temperatura torna-se não linear, a uma temperatura acima de 300 ⁰ C. Com base em seu comportamento, em diferentes faixas de temperatura, os materiais são escolhidos para fazer o fio fino, que é usado no RTD.

O RTD pode ser construído de diferentes formas e, em alguns casos, são melhores do que os termopares em termos de estabilidade, precisão e repetibilidade. O RTD requer uma fonte de alimentação para funcionar. Ao contrário do termopar que usa o efeito Seebeck para gerar uma tensão, o RTD faz uso da resistência elétrica.

Princípio de funcionamento

O funcionamento do sensor RTD é baseado na relação resistência-temperatura do material usado para sua construção. A quantidade de mudança vista no valor da resistência do material causada devido ao aumento de grau na temperatura é medida e o sensor é calibrado de acordo.

O elemento resistivo é frágil, eles sempre requerem isolamento. Os condutores do isolador são fixados ao elemento. Para temperatura abaixo de 250 ^o Isoladores C, como borracha de silicone, PVC são usados. Uma liga metálica quimicamente inerte à temperatura é usada como bainha de proteção, para alojar o ponto de medição e os condutores.

Da temperatura de 0 ⁰ C até um valor de temperatura onde a mudança é linear, é considerado como a faixa de temperatura do sensor. Isso depende do material do fio usado no sensor. Para platina, o intervalo é de até 660 ⁰ C. O níquel é adequado para temperaturas abaixo de 300 ⁰ C.

A aproximação linear da relação resistência-temperatura dos metais entre 0 ⁰ C e 100 ⁰ C é considerado como as características significativas do metal que é usado como fio no sensor.

O coeficiente de resistência da temperatura é dado como

α =(R ₁₀₀ –R ₀ ) / (100 ⁰ C.R ₀ )

Onde R ₀ e R ₁₀₀ são a resistência do sensor na temperatura 0 ⁰ C e 100 ⁰ C respectivamente.

Aplicações de RTD

• O sensor RTD é usado no setor automotivo para medir a temperatura do motor, um sensor de nível de óleo e sensores de temperatura do ar de admissão. Em comunicação e instrumentação para detecção de temperatura excessiva de amplificadores, estabilizadores de ganho de transistor, etc ...
• RTD é usado em eletrônica de potência, computador, eletrônica de consumo, manuseio e processamento de alimentos, eletrônica industrial, eletrônica médica, militar e aeroespacial.

Exemplos de RTD

Alguns dos exemplos de sensor RTD são sensor de refrigerante, temperatura do óleo da transmissão. sensores, sensor de temperatura do ar de admissão, detectores de incêndio, etc.

Devido à sua precisão e estabilidade, os sensores RTD estão substituindo termopares rapidamente em aplicações industriais. O RTD pode fornecer valores de precisão mais altos. O RTD pode ser estável por muitos anos em comparação com o termopar, que permanece estável apenas por algumas horas de uso. Existem RTDs presentes em nossos aparelhos do dia a dia como máquinas de café, telefones celulares. Qual das aplicações de RTD você encontrou?