RTDکوتاه شده عبارت آشکارساز مقاومتی دما است . RTDیک ابزار سنسور دماست که مقاومت آن با افزایش دما,افزایش می یابد.RTDها,ابزارهای کاملا خطی هستند و نمودارمشخصه مقاومت بر حسب دمای آنها در شکل زیرنشان داده شده است.RTDها بر این اساس کار می کنند که مقاومت الکتریکی فلزات با دماتغییرمی کند.اگر چه در تئوری می توان از هر نوع فلزی برای تشخیص دما استفاده کرد ولی در عمل ,فلزاتی با نقطه ذوب بالا که در برابر خوردگی مقاوم هستند ونیز فلزاتی که مقاومت مخصوص بالایی دارند برای این منظور انتخاب می شوند .جدول ۱-۴ ,مقاومت مخصوص پایینی دارند و به دلیل مقاومت مخصوص برخی از فلزات معمول و مورد استفاده در RTDها را ارائه می کند.طلا و نقره ,مقاومت مخصوص پایینی دارند و به دلیل مقاومت نسبتا پایین آنها ,اندازه گیری توسط آنها مشکل است . مس هم مقاومت مخصوص بسیار پایینی دارد ولی گاهی به دلیل قیمت پایین ,مورد استفاده قرار می گیرد.معروفترین انواع RTDها از نیکل ,پلاتین یا آلیاژهای نیکل ساخته می شود .سنسور های نیکلی در مواردی که قیمت ,معیار مهمی است (مثلا کالاهای مشتری پسند)به کار می روند و محدوده اندازه گیری دمایی آنها محدود است.آلیاژهای نیکل ,مثل نیکل -آهن از نیکل خالص ارزانتر هستند و علاوه بر آن,دمای عملکردی بالاتری نیز دارند .پلاتین تا کنون پر کارترین ماده در ساخت RTDها بوده ودلیل عمده آن نیز ,مقاومت مخصوص بالا و پایداری طولانی آن در هواست.
فلز مقاومت اهم/ cmt
_____________________________________________________________
نقره ۸٫۸
مس ۹٫۲۶
طلا ۱۳٫۰۰
تنگستن ۳۰٫۰۰
نیکل ۳۶٫۰۰
پلاتین ۵۹٫۰۰
_____________________________________________________________
RTDها ,دارای دقت بسیار بالایی در محدوده دمایی گسترده هستند و دقت برخی از آنها بهتر از۰٫۰۰۱ سانتی گراد است. مزیت دیگر RTDها آن است که میزان انحراف از تنظیم آنها کمتر از ۰٫۱ سانتی گراد در سال می باشد.
به دلیل مقاومت پایین و تغییرات کوچک مقاومتی RTDها با دما ,که معمولا در محدوده ۰٫۴ بر درجه سانتی گراد است.,اندازه گیری آنها مشکل به نظر می رسد . برای اندازه گیری دقیق تغییرات کوچک در مقاومت, معمولا ساختار های مداری خاص مورد نیاز است .به عنوان مثال ,سر های اتصال بلند به دلیل اعمال مقاومت بالا به مدار ,سبب ایجاد خطا می شوند.
RTDها ابزار های مقاومتی هستند وباید جریانی از آنها عبور کند تا ولتاژدو سر آنهاقابل اندازه گیری می باشد.این جریان می توان سبب شود که RTD ایجاد حرارت کند و در نتیجه در اندازه گیری ,خطا بوجود می آید .با استفاده از حداقل جریان تحریک می توان این مقدار حرارت ناشی از خود RTDرا به حد اقل رساند.
مقدار این حرارت همچنین به محل و چگونگی استفاده از سنسور بستگی دارد . یکRTDدر هوای ساکن نسبت به مایع متحرک,سریعتر ایجاد حرارت می کند.
انواع RTD
برای دستیابی به پایداری و دقت بالا,سنسور های RTDباید عاری از آلودگی باشند. در دمای کمتر از ۲۵۰ساتنتی گراد ,آلودگی مشکل جدی ایجاد نمی کند ولی در دماهای بالاتر ,برای به حد اقل رساندن میزان آلودگی عنصر RTDروشهای تولید خاصی استفاده می شود.
سنسورهای معمولا به دو روش ساخته می شوند :سیم پیچی شده یا فیلم نازک.شکل زیر یک سنسور RTDمعمول را نشان می دهد.RTDهای سیم پیچی شده با پیچیدن یک رشته بسیار ظریف از سیم پلاتینی به شکل یک پیچک به دور یک ماده غیر هادی(مثل سرامیک یا شیشه ) تا رسیدن به مقاومت مورد نظر ,ساخته می شوند . سپس این مجموعه برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه و ایجاد مقاومت لرزشی ,آماده سازی می گردد .اگر چه RTDهای سیم پیچی شده بسیار پایدار هستند,اما هدایت حرارتی بین پلاتین و نقطه مورد اندازه گیری ,خیلی خوب نیست و در نتیجه,پاسخ حرارتی آنهاکنداست
RTD های فیلم نازک ,با نشاندن یک لایه پلاتین به شکل مقاومت روی یک زیر لایه سرامیکی ساخته می شوند. این فیلم نازک پرداخت می شود تا مقاومت مورد نیاز حاصل شود سپس جهت ایجاد مقاومت در برابر رطوبت و مقاومت ارتعاشی این فیلم با شیشه یا اپوکسی پوشانده می شود .از مزایای RTD های فیلم نازک پاسخ حرارتی بسیار سریع,حساسیت کم نسبت به ارتعاش ,وقیمت کمتر آنها نسبت به انواع سیم پیچی شده می باشد.RTDهای فیلم نازک دارای قابلیت ایجاد مقاومت بالاتر برای یک اندازه مشخص هستند.این RTDها پایداری کمتری نسبت به انواع سیم پیچی شده دارند ولی به دلیل قیمت بسیار پایین تر آنها ,کاربرد آنها به طور روز افزون در حال گسترش است.
