RTD (Resistor Temperature Detector) Pt100
หลักการของ อาร์ทีดี
อาร์ทีดี คือ อุปกรณ์ตรวจจับอุณหภูมิโดยใชหลักการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานของลวดโลหะไปตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ลวดโลหะที่นำมาผลิตอาร์ทีดีมีหลายชนิดเช่น ทองแดง ทังสเตน นิเกิล แพรทินัม
แต่ อาร์ทีดีแบบแพรทีนัม 100 โอห์ม เป็นที่นิยมสูงสุด เนื่องจากความเป็นลิเนียร์ลิตี้ที่ดี จึงถูกกำหนดให้เป็นแบบมาตรฐานที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทั่วไป
อาร์ทีดีแบบ แพรทินัม 100 โอห์ม จะเปลี่ยนค่าความต้านทานโดยเฉลี่ย 0.385 โอห์มต่อ 1 องศา C การใช้งานปกติจะมีแหล่งจ่ายกระแสคงที่ 1 mA ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 องศา แรงดันจะเปลี่ยนไป 0.385 mV ซึ่งมากกว่า thermocouple ถึง 10 เท่า
โครงสร้างของ อาร์ทีดี
อาร์ทีดี ทำด้วยลวดโลหะที่มีความยาวค่าหนึ่งที่มีความต้านทานที่ต้องการที่ 0 C พันอยู่บนแกนฉนวนที่ทนต่อความร้อน เช่น เซรามิค แก้ว อลูมินา ดังภาพ
วงจรการต่อใช้งาน อาร์ทีดี
วงจรพื้นฐานของการต่อใช้งานอาร์ทีดี คือวงจร วีธสโตนบริดจ์ ดังภาพ โดย X คือ อาร์ทีดี A,B และ C คือตัวต้านทานที่มีความถูกต้องสูง (อุปกรณ์นี้จะอยูใน Temp controlหรือ Temp Indicator)
เมื่ออุณหภูมเปลี่ยนแปลง ค่าความต้านทานของ X ก็จะเปลี่ยน ความสมคุลของบลิดจ์ก็จะถุกทำลาย เกิดกระแสใหลไปที่ G กระแสนี้ก็จะถูกนำไปเปรียบเทียบกลับเป็นอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป วงจรนี้จะใช้ได้ก็ต่อเมื่อ อาร์ทีดี อยู่ใกล้กับวงจรบริดจ์มาก ๆ เพราะถ้าสายยาว ค่าพิดพลาดจะเกิดจากความต้านทานของสายทันที ดังนั้น อาร์ทีดีแบบ 2 สาย จึงเหมาะกับการวัดที่ไม่ต้องการความแม่นยำมากนัก
วงจรอาร์ทีดีแบบ 3 สาย เป็นแบบมาตนฐานที่นิยมมากที่สุดในวงการอุตสาหกรรม สาย A,B,C จะต้องมีขนาดและความยาวเท่ากัน และอยู่ในอุณหภูมิเดียวกัน เพื่อให้ค่าความต้านทานของสายทั้ง 3เปลี่ยนแปลงไปในทิศทางเดียวกัน พื่อชดเชยความผิดพลาดที่เกิดจากความยาวของสายดังสมการ
X= C/B ให้ B = C โดยปกติค่านี้จะเท่ากัน
เนื่องจาก a-b=c,X+b จึงเท่ากับ A+a ค่าของการวัดจึงขึ้นอยู่กับอาร์ทีดี X ตัวเดียว
วงจรอาร์ทีดีแบบ 4 สาย
เป็นแบบที่เลื่อนจุดต่อของบริดจ์ไปอยู่ภายนอก สายที่ต่ออาร์ทีดีทั้ง 4 เส้นจะต้องมีขนาด,ความยาวและอยู่ในอุณหภูมิเดียวกันตลอดเหมือนวงจรการวัดแบบ 3 สาย แต่วิธีนี้ให้ความถูกต้องสูงกว่า