Princípio e construção da resistência térmica

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A resistência térmica é o tipo de detector de temperatura mais utilizado em faixas de temperatura média e baixa. Suas principais características são alta precisão de medição e desempenho estável. Dentre eles, a resistência térmica de platina possui a maior precisão de medição. Ela é amplamente utilizada na medição de temperatura em indústrias, além de ser usada como instrumento padrão de referência. 1. Princípio de medição de temperatura por resistência térmica e materiais utilizados O método de medição de temperatura por resistência térmica se baseia na característica de que a resistência elétrica dos condutores metálicos aumenta à medida que a temperatura sobe. As resistências térmicas são, em sua maioria, feitas de materiais metálicos puros. Atualmente, o platina e o cobre são os mais utilizados. Além disso, agora também se começa a usar materiais como níquel, manganês e ródio na fabricação de resistências térmicas. 2. Estrutura da resistência térmica (1) Resistência térmica de alta precisão. De acordo com o princípio de medição da temperatura por meio da resistência térmica, as mudanças na temperatura a ser medida são detectadas diretamente através das variações no valor de resistência da própria resistência térmica. Portanto, as variações na resistência dos fios que conectam a resistência térmica podem afetar a medição da temperatura. Para eliminar o efeito da resistência dos fios de ligação, geralmente utiliza-se um sistema de três ou quatro fios. (Sistema de duas linhas: duas linhas são utilizadas tanto para transmitir energia quanto para transmitir sinais. Ou seja, a carga gerada pelo sensor e a fonte de energia estão conectadas em série. A fonte de energia é fornecida de fora, e fica conectada em série com a carga, a fim de alimentá-la.) Sistema de três fios: um sensor de sistema de três fios possui um terminal positivo de alimentação e um terminal positivo de saída de sinal separados, mas eles compartilham um mesmo terminal COM. Sistema de quatro fios: dois fios para a alimentação e dois fios para o sinal. A fonte de alimentação e o sinal operam separadamente. ) (2) Resistência térmica revestida A resistência térmica revestida é um componente sólido, composto por um elemento sensível à temperatura (corpo resistivo), fios de conexão, material isolante e um revestimento de aço inoxidável. Seu diâmetro externo geralmente varia entre φ2 e φ8 mm. Em comparação com as resistências térmicas convencionais, ela possui as seguintes vantagens: ① Tamanho reduzido, sem espaços vazios internos; portanto, sua inércia térmica é baixa, resultando em um atraso menor na medição ； ②Boas propriedades mecânicas, resistente a vibrações e impactos ； ③Pode ser dobrado, o que facilita a instalação. ④ Tem longa vida útil. (3) Resistência térmica de superfície: O elemento sensível à temperatura da resistência térmica de superfície é composto por fios resistentes tratados de maneira especial, e fica posicionado diretamente na superfície do termômetro. Em comparação com as resistências térmicas axiais convencionais, ela consegue refletir de maneira mais precisa e rápida a temperatura real da superfície a ser medida. É adequada para medir a temperatura das superfícies dos buchas de eixo e de outros componentes mecânicos. (4) Resistência térmica à prova de explosão: A resistência térmica à prova de explosão utiliza uma caixa de conexões com estrutura especial, que permite conter as explosões causadas por gases explosivos presentes em seu interior, devido a faíscas ou arcos elétricos, dentro dessa caixa de conexões. Dessa forma, não ocorrem explosões no local de produção. Resistências térmicas à prova de explosão podem ser utilizadas para a medição de temperatura em locais com risco de explosão, nas categorias Bla~B3c. 3. Composição do sistema de medição de temperatura por resistência térmica O sistema de medição de temperatura por resistência térmica é geralmente composto por uma resistência térmica, fios de conexão e instrumentos de display. É necessário prestar atenção aos seguintes dois pontos: ① O valor de escala do resistor térmico e do instrumento de display deve ser o mesmo. ② Para eliminar o impacto das variações na resistência dos fios de conexão, é necessário utilizar um sistema de conexão de três fios. Como o nome já indica, a resistência de um resistor térmico varia com as mudanças de temperatura. Por exemplo, podem-se usar fios de platina ou cobre, que possuem boa propriedade linear, para fabricar esses resistores. As resistências térmicas utilizadas em indústrias geralmente são do tipo Pt100, Pt10, Pt1000, Cu50 e Cu100. A faixa de medição das resistências térmicas de platina é, em geral, de -200 a 800 graus Celsius, enquanto as resistências térmicas de cobre têm uma faixa de medição de -40 a 140 graus Celsius. Em caso de resistores térmicos feitos com fio de platina, sua escala é denominada Pt100. Ou seja, sua resistência é de 100 ohms a 0 graus, 18,52 ohms a -200 graus, 175,86 ohms a 200 graus e 375,70 ohms a 800 graus. Por exemplo, a resistência térmica feita de fio de cobre, com o código Cu50. A sua resistência é de 50 ohms a 0 graus, e de 71,400 ohms a 100 graus. As fórmulas para a resistência térmica são do tipo Rt=Ro(1+A*t+B*t*t); Rt=Ro. Aqui, “t” representa a temperatura em graus Celsius. Ro é o valor da resistência quando a temperatura é de zero graus Celsius. A, B e C são coeficientes definidos previamente. Para o Pt100, Ro iguala-se a 100. Definição do número de divisão: representa a faixa de temperatura, e indica qual é a tensão em volts ou milivolts que um termopar ou resistência térmica específico gera para cada número de divisão.