مغزی سنسورهای RTD چگونه ساخته می شود؟
در حسگرهای RTD سیم پیچی، سیم مقاومت به دور هسته‌ای عایق از جنس سرامیک پیچیده میشود. سازنده‌ی حسگر، طول سیم مقاومت را به میزان مناسب درمی‌آورد تا مقاومت مشخص در صفر درجه‌ی سانتیگراد (۰°C) بدست آید. این مقاومت را مقاومت R0 (مقاومت RTD در صفر درجه‌ی سانتیگراد) می‌نامند. برای مثال، مقاومت R0 در حسگر مدل Pt100 برابر با ۱۰۰ اهم است (Pt100=100 Ω).
در مرحله‌ی بعد، سیم‌های سربی به سیم مقاومت متصل می‌گردد و سپس از یک پوشش شیشه‌ای یا سرامیکی به عنوان محافظ بر روی سیم استفاده میشود. طول سیم مقاومت با افزایش دما به میزان جزئی افزایش می‌یابد. در طراحی باید دقت شود که سیم مقاومت تاب برندارد یا شکل آن با افزایش دما تغییر نیابد، چون کرنش مکانیکی باعث تغییر مقاومت سیم میشود.
آزمایشگاه‌های استاندارد و کالیبراسیون با استفاده از RTD ها در گرید آزمایشگاهی، این خطا را با پیچیدن سیم مقاومت به صورت غیرفشرده حول سازه‌ی نگهدارنده‌ی عایق مرتفع می‌سازند. این نوع RTD می‌تواند بسیار دقیق باشد اما شکننده است و برای اکثر کاربردهای صنعتی مناسب نیست.
حسگرهای RTD المنت کویل‌شده
در RTD های المنت کویل‌شده، سیم مقاومت به صورت کویل‌های کوچک پیچیده میشود. این سیم به صورت غیرفشرده در یک ورقه‌ی سرامیکی قرار می‌گیرد و سپس با پودر عایق پر میشود. سیم مقاومت می‌تواند با تغییر دما به راحتی منبسط و منقبض شود و کرنش میکانیکی را به حداقل برساند. استفاده از پودر باعث افزایش سرعت انتقال حرارت به داخل کویل‌ها میشود و نتیجتاً زمان پاسخ بهبود می‌یابد. در پراب‌های دماسنج RTD معمولاً از پوشش فلزی برای محافظت از RTD های المنت کویل‌شده استفاده میشود.
حسگرهای RTD فیلم نازک
حسگر RTD فیلم نازک در مقایسه با سایر RTD ها در حجم انبوه و با هزینه‌ی کمتر تولید میشود. این حسگر کوچکتر است و پاسخ سریع‌تری نسبت به سایر حسگرها دارد، که آن را برای بسیاری از کاربردها مطلوب می‌سازد. این حسگرها را با نشاندن یک لایه نازک پلاتین بر روی یک بستر سرامیکی می‌سازند.
سازنده حسگر با استفاده از باریکه‌ی لیزر یک شنت موازی در این لایه باز می‌کند و مقاومت در دمای ۰°C را تنظیم می‌کند. هر چه تعداد شنت‌های باز شده بیشتر باشد، مقاومت در دمای صفر درجه بالاتر خواهد رفت. دقت حسگرهای RTD فیلم نازک در مقایسه با حسگرهای دیگر به دلایل زیر کمتر است:
- تنظیم مقاومتR0 در این حسگر به اندازه‌ی مقاومت‌های دیگر دقیق نیست.
- میزان انبساط بستر سرامیکی و پوشش پلاتینی کمی باهم متفاوت است و لذا در دمای بالاتر باعث خطای کرنش میشود.
- به دلیل کوچکتر بودن RTD های فیلم نازک، جریان تحریک RTD باعث میشود که به دلیل خود گرم‌‌شوندگی RTD خطا به میزان جزئی افزایش یابد.
[۱] Resistance Temperature Detector
[۲] Wire wound RTDs
[۳] Coiled element RTDs
[۴] Thin film RTDs
