ตัวตรวจวัดอุณหภูมิ โดยใช้หลักการแปรเปลี่ยนค่าความต้านทาน

มาตรฐาน

ตัววัดอุณหภูมิด้วยความต้านทาน (RTD) หมายความว่า ตัวต้านทานชนิดที่มีความเร็วในการทำงานต่ออุณหภูมิ วัสดุความต้านทานที่ใช้ผลิต RTD ได้แก่ นิกเกิล ทองแดง พร้อมทั้งพลาตินัม (เป็นแบบที่ทันสมัย นิยมใช้งานและให้ค่าออกมาเที่ยงตรง) อีกสองแบบที่ยุคปัจจุบันไม่นิยมใช้งานคือ ทังสเตน และบัลโก แนวทางที่ผลิตมาใช้งานมอบกว้าง ๆ ได้ 3 แบบ ลงความว่า แบบกระเปาะแก้ว แบบโปรบ และแบบฟิล์มบาง RTD ใช้โลหะพลาตินัมที่ผลิตมาใช้งาน มีลักษณะสายตัวนำที่ต่อออกมาใช้งานเป็น 3 ชนิด คือ ชนิด 2 ขั้วต่อ ชนิด 3 ขั้วต่อ และชนิด 4 ขั้วต่อ การเลือกใช้งานแบบใดขึ้นอยู่กับฐานความเที่ยงตรงที่ต้องการ

กลุ่มของอาร์ทีดี (RTD)
1.แพลทินัม เป็นแบบที่แบบใช้มากที่สุด เขียนบอกไว้เป็น PT ได้แก่ PT-100 , PT-1000 ความชำนิชำนาญในการทำซ้ำสูง แต่ความไวต่ำ ราคาแพงมากเมื่อเปรียบเทียบนิกเกิลซึ่งมี ทักษะในการทำซ้ำน้อย แต่มีความไวมากกว่า พร้อมด้วยราคาถูกกว่า
2.ทองคำพร้อมทั้งเงิน ธาตุทั้งสองมีค่าความต้านทานจำเพาะต่ำ
3.ทังสเตนมีค่าความต้านทานเฉพาะสัมพัทธ์สูง มักใช้กับการวัดอุณหภูมิที่มีค่าสูง เพราะ หากใช้ที่อุณหภูมิปกติจะมีความเปราะกับยากต่อการใช้งาน
4.นิกเกิล ใช้กับย่านวัดอุณหภูมิสูงๆ มีความเป็นเชิงเส้นต่ำ ทำเอาเกิดค่าดริฟต์ กับเวลา ยิ่งไปกว่านี้ยังมีวัสดุชนิดอื่นๆ ที่ใช้ทำอาร์ทีดี ได้แก่ เหล็ก ฯลฯ

ความต้านทาน
1. ตัวตรวจจับอุณหภูมิด้วยความต้านทาน (Resistance Temperature Detectors: RTD) RTD ลงความว่า ตัวเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ใช้หลักการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานของโลหะ ซึ่งค่าความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะมีค่าเพิ่มตามอุณหภูมิ ความต้านทานของโลหะที่เพิ่มขึ้นนี้ เรียกว่า “สัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบบวก”(Possitive Trmperature Coefficient ; PTC) การกำหนดนาไปใช้ในการวัดอุณหภูมิในช่วง -270 to 850 °C โลหะที่มีความต้านทานจาเพาะต่ามักจะถูกนามาใช้เป็นวัสดุ RTD โดยปกติ RTD สามารถแบ่งออกได้ตามวัสดุที่ใช้ทาดังถัดไป
2. แพลทินัม นิยมใช้งานมาก มีราคาแพงมากเมื่อเทียบกับโลหะนิกเกิล ซึ่งมี Sensitivity มาก และราคาถูกกว่า
3. ทังสเตน มีค่าความต้านทานจาเพาะสัมพันธ์สูง มักจะใช้กับการวัดอุณหภูมิที่มีค่าสูง ที่อุณหภูมิปกติจะมีความเปราะและยากต่อการใช้งาน
4. นิกเกิล ใช้กับย่านวัดอุณหภูมิสูงๆ มีความเป็นเชิงเส้นต่ำ นอกจากนี้ยังมีวัสดุโลหะชนิดอื่นๆ ที่ใช้ทาตัวเซ็นเซอร์อุณหภูมิ เยี่ยง เหล็ก ทองคาขาว ในการวัดอุณหภูมิด้วยอุปกรณ์ RTD ต้องใช้แหล่งจ่าย (current source) จากพาเหียร อาจทาให้เกิดความร้อนในอุปกรณ์ เนื่องจากเป็นตัวต้านทานตัวหนึ่ง (แต่กลับกลายไปตามอุณหภูมิ) จึงเกิดความร้อนซึ่งกลายเป็นพลังงานที่สูญเสียโดยตัวมันเองเป็นค่า I2R ทาให้เกิดความผิดในการวัดอุณหภูมิ

จุดแข็งของการใช้เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบ RTD
– เสถียรภาพ (stable) และความเที่ยงตรงสูงมาก เมื่อเปรียบกับวิธีการวัดอุณหภูมิด้วยเซนเซอร์อื่นๆ
– มีความเป็นเชิงเส้น (linear) มากกว่า เซนเซอร์ชนิด thermocouples
จุดบกพร่องของการใช้เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบ RTD
– เป็นเงินเป็นทองแพงกว่า thermistors และ thermocouples
– เห็นแก่ตัวแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้า เนื่องจากที่ RTD ไม่สามารถกาเนิดพลังได้เหมือนกับเทอร์โมคัปเปิล จึงทาให้กระแสไหลผ่านพร้อมกับเกิด self heating ดังนั้นจึงต้องลดแรงเคลื่อนที่แหล่งจ่ายให้ต่าสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในการวัดอุณหภูมิโดยใช้ RTD
– ต้องมีการซีลด์สายและเดินสายบิดเกลียวเพื่อรักษาสัญญาณรบกวน
– RTD มีความเปราะบาง จึงต้องป้องกันกับระวังการใช้งาน
– RTD ชนิดแพลทินัม มีย่านการวัดอุณหภูมิ –200 ~ 650 C
5. ตัวต้านทานแปรค่าตามอุณหภูมิ (Thermistor) Thermistor คือว่า ตัวเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ใช้หลักการแปรค่าความต้านทานตามอุณหภูมิเช่นเดียวกัน แต่จะสร้างโดยวัสดุสารกึ่งตัวนา ซึ่งมีทั้งแบบความต้านทานเพิ่มตามอุณหภูมิ (Positive temperature coefficient) พร้อมทั้งแบบความต้านทานลดเมื่ออุณหภูมิผนวก (Negative temperature coefficient) แต่การใช้งานเซนเซอร์ประเภทนี้มักใช้ในช่วงอุณหภูมิต่ำ

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s