Hướng dẫn đi dây RTD: Vật liệu, chiều dài và giá trị điện trở đều phải chính xác

Trong đo nhiệt độ công nghiệp, máy dò nhiệt độ điện trở (RTD) là máy dò nhiệt độ được sử dụng phổ biến nhất trong phạm vi nhiệt độ trung bình- và-thấp. Độ chính xác trong phép đo của chúng không chỉ phụ thuộc vào chất lượng của cảm biến mà còn phụ thuộc chặt chẽ vào việc lựa chọn dây kết nối. Nhiều lỗi trong phép đo nhiệt độ tại hiện trường thường bắt nguồn từ những sợi dây kết nối tưởng chừng như bình thường đó. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết các yêu cầu chính đối với vật liệu dây, đường kính ngoài, chiều dài và giá trị điện trở trong hệ thống dây RTD.

Chất liệu dây: Không chỉ dẫn điện mà còn ổn định

Dây kết nối của RTD trước tiên phải đáp ứng các yêu cầu vật liệu cụ thể. Đồng do có tính dẫn điện cao và khả năng hàn tốt nên là vật liệu dây được sử dụng phổ biến nhất. Đối với RTD bạch kim công nghiệp, dây dẫn thường được làm bằng dây bạc có đường kính khoảng 1mm để giảm thiểu điện trở dây dẫn và tăng độ bền cơ học cũng như độ tin cậy của kết nối. RTD bạch kim tiêu chuẩn có thể sử dụng dây bạch kim 0,3mm làm dây dẫn.

Khi chọn vật liệu dây, phải xem xét các đặc tính-khả năng chịu nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn của nó. Đặc biệt trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, vật liệu vỏ bọc bên ngoài của dây cần có đặc tính cách điện tốt và khả năng bảo vệ để bảo vệ dây khỏi những hư hỏng cơ học và ăn mòn hóa học.

Điều đáng chú ý là không được sử dụng dây bù cặp nhiệt điện để kết nối RTD; đây là một sai lầm phổ biến trong thực tế.

Đường kính ngoài của dây: Yêu cầu nghiêm ngặt đối với-khu vực mặt cắt ngang

Diện tích mặt cắt ngang của dây kết nối dành cho RTD có thông số kỹ thuật rõ ràng. Nói chung, diện tích mặt cắt ngang của dây-không được nhỏ hơn 1,0 mm vuông, đây là yêu cầu cơ bản đối với hầu hết các thiết bị công nghiệp. Một số ứng dụng nghiêm ngặt hơn, yêu cầu sử dụng dây 1,5 mm vuông để đảm bảo đủ độ bền cơ học và điện trở đường dây thấp.

Dây có diện tích mặt cắt ngang quá nhỏ sẽ làm tăng điện trở của đường dây, gây ra sai số đo; trong khi những thiết bị có diện tích mặt cắt ngang quá lớn có thể dẫn đến việc đi dây bất tiện và tăng chi phí. Vì vậy, khi chọn dây cần phải tuân theo yêu cầu kỹ thuật của nhạc cụ và tìm sự cân bằng.

Chiều dài dây: Nguyên tắc ngắn và chính xác

Chiều dài dây có tác động trực tiếp đến độ chính xác của phép đo RTD. Về nguyên tắc, chiều dài dây của RTD phải càng ngắn càng tốt để giảm ảnh hưởng của các yếu tố như nhiễu điện từ và độ lệch nhiệt độ đến kết quả đo.

Đối với ba{0}}kết nối dây, yêu cầu quan trọng là vật liệu, đường kính và chiều dài của ba dây phải giống hệt nhau và lý tưởng nhất là chúng phải hoạt động ở cùng nhiệt độ để bù hiệu quả điện trở dây dẫn. Các nghiên cứu điển hình đã chỉ ra rằng khi một dây dài hơn hai dây còn lại 2 mét sẽ dẫn đến sai số đo 3 độ.

Để truyền-khoảng cách xa, cần tăng đường kính dây một cách thích hợp (ví dụ: sử dụng dây 1,5 mm vuông) và sử dụng cáp có vỏ bọc để giảm nhiễu.

Giá trị điện trở: Chìa khóa để kiểm soát độ chính xác

Giá trị điện trở của dây là thông số cốt lõi của toàn bộ hệ thống. Các thiết bị hiển thị thường có thông số kỹ thuật cụ thể cho các giá trị điện trở của dây, thường yêu cầu điện trở của một dây phải được kiểm soát trong phạm vi 2-5Ω.

Tại sao điện trở dây rất quan trọng? Lấy Pt100 RTD làm ví dụ, điện trở tiêu chuẩn của nó ở 0 độ là 100Ω, với hệ số nhiệt độ xấp xỉ 0,385Ω/độ. Nếu mỗi dây kết nối có điện trở 2Ω thì đối với kết nối hai{6}}dây sẽ dẫn đến sai số đo khoảng 5,3 độ .

Kết nối ba{0}}dây, thông qua nguyên lý cân bằng cầu, có thể bù đắp ảnh hưởng của điện trở dây dẫn, giảm sai số xuống ±0,5 độ 1 độ . Để loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của điện trở dây dẫn, cần có kết nối bốn{4}dây, chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng đo nhiệt độ có độ chính xác cao-.

Lựa chọn kết nối dây: Hai{0}}dây, Ba-dây hay Bốn{2}}dây?

Có ba phương thức kết nối dây dẫn chính cho RTD, mỗi phương thức có các tình huống áp dụng:

Hai{0}}dây là đơn giản nhất nhưng không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác đo cao vì điện trở của dây dẫn hoàn toàn bị ảnh hưởng bởi kết quả đo.

Ba{0}}dây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong điều khiển quy trình công nghiệp. Nó loại bỏ hiệu quả ảnh hưởng của điện trở chì, thể hiện sự cân bằng lý tưởng giữa độ chính xác và chi phí.

Bốn{0}}dây loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của điện trở chì, mang lại độ chính xác đo cao nhất và chủ yếu được sử dụng trong phòng thí nghiệm cũng như các ứng dụng đo lường có độ chính xác-cao.

Khuyến nghị thực hành nối dây

Trong hệ thống dây điện thực tế, các khuyến nghị chính sau đây được cung cấp:

Luôn sử dụng cáp có vỏ bọc, chẳng hạn như cáp loại KVVRP hoặc RVVP, để ngăn chặn nhiễu tín hiệu một cách hiệu quả. Trước khi nối dây, hãy kiểm tra hiệu suất cách điện của dây để đảm bảo điện trở cách điện giữa các dây và giữa dây với ống bọc bảo vệ lớn hơn 100MΩ.

Để truyền-khoảng cách xa, hãy cân nhắc sử dụng cáp có vỏ bọc ba-lõi với đường kính dây là 1,5 mm vuông và đảm bảo nhiễu bên ngoài ở mức tối thiểu. Thường xuyên kiểm tra các kết nối dây để tránh tăng điện trở tiếp xúc do oxy hóa hoặc lỏng lẻo.