Ha, PFA isitgichi ichki isitish simining qarshiligini oʻlchash orqali{0}}oʻz-oʻzini sezuvchi isitgich vazifasini bajarishi mumkin, bu esa haroratga qarab oʻzgaradi. Isitish elementi odatda nikel{2}}xrom (Ni{3}}Cr 80/20) qotishmasi bo'lib, harorat qarshilik koeffitsienti (TCR) har bir daraja uchun taxminan 0,01-0,015% (100-150 ppm / daraja). Bu sof metallar bilan solishtirganda past (platina RTD: 3,850 ppm / daraja), lekin aniq elektronika bilan o'lchash mumkin. 6 kVt quvvatga ega isitgich uchun (qarshilik ≈ 10 Ō 20 gradusda), 100 graduslik harorat ko'tarilishi qarshilikni 0,12-0,18 Ō (1,2-1,8%) ga oshiradi. Voltaj va oqimni o'lchash (yoki ko'prik zanjiri yordamida) nazoratchi qarshilikni hisoblab chiqadi va simning o'rtacha haroratini chiqaradi. Bu ikki tomonlama{24}}foydalanish alohida termojuft yoki RTDni yoʻq qiladi, kirish nuqtalarini kamaytiradi va xarajatlarni kamaytiradi. Biroq, sim bo'ylab past TCR va harorat gradyanlari tufayli aniqlik ± 3-5 daraja bilan cheklangan. ±1 daraja talab qiladigan ilovalar uchun alohida sensor hali ham talab qilinadi.
Ishlash printsipi
Isitish simining qarshiligi R(T)=R₀ × [1 + × (T – T₀)] ga mos keladi, bu erda TCR. Ni-Cr 80/20, ≈ 130 ppm/daraja (0,00013/daraja) uchun. 20 daraja, R₀=10 Ō. 120 daraja , R=10 × [1 + 0.00013 × 100]=10 × 1.013=10.13 Ō. O'zgarish 0,13 Ō ni tashkil qiladi. Buni aniq o'lchash uchun tekshirgich 0,01 Ō dan yaxshiroq ruxsatga ega bo'lishi kerak. Bu qoʻrgʻoshin qarshiligidagi xatolarni bartaraf etish uchun toʻrtta simli (Kelvin) ulanishni talab qiladi. Oddiy ikki simli o'lchov qo'rg'oshin qarshiligi (0,1–0,5 Ō) bilan botqoqlanadi. Aniq mos yozuvlar rezistoriga ega bo'lgan ko'prik sxemasi (Wheatstone ko'prigi) ± 2-3 daraja aniqlikni beruvchi 0,005 Ō rezolyutsiyaga erishishi mumkin.
Maxsus harorat sensorlari bilan taqqoslash
| Parametr | Oʻz-oʻzidan-sezgili isitgich (Ni-Cr) | O'rnatilgan termojuft (J/K turi) | O'rnatilgan RTD (Pt100) |
|---|---|---|---|
| TCR (ppm/daraja) | 100–150 | Yo'q (Seebeck effekti) | 3,850 |
| Sezuvchanlik | 0,013 Ō/daraja (10 Ō da) | 50 µV / daraja | 0,38 Ō / daraja |
| Aniqlik | ±3-5 daraja | ±1-2 daraja | ± 0,3-0,5 daraja |
| Javob vaqti (sekundlar) | 10–30 (sim massasi) | 1–5 (kichik birikma) | 2–8 (kichik element) |
| Qo'shilgan xarajat | $5 (elektronika) | $20–50 (sensor + sim) | $30–100 (sensor + sim) |
| Penetratsiyalar | 2 sim (faqat quvvat) | 4 sim (quvvat + sensor) | 4-6 simlar |
| Muvaffaqiyatsizlik rejimi | Ochiq tutashuv (isitgich ishlamayapti) | Sensor alohida ishlamay qolishi mumkin | Sensor alohida ishlamay qolishi mumkin |
| Eng yaxshi dastur | Arzon -xarajat, muhim emas- | Umumiy sanoat | Aniqlik nazorati |
Oʻz-oʻzini sezish uchun sxema dizayni-
Oddiy usulda isitish moslamasi bilan ketma-ket-toqni sezuvchi rezistor (shunt) ishlatiladi. Mikrokontroller shunt (oqim)dagi kuchlanishni va isitgichdagi kuchlanishni o'lchaydi. U R_heater=V_heater / I ni hisoblab chiqadi. 1–10 Gts chastotada namuna olish va 10–20 quvvat aylanishi ustidan filtrlash (oʻrtacha) orqali AC shovqini kamayadi. SCR{12}}boshqariladigan isitgichlar uchun oqim barqaror boʻlganda, yoqish-davrida oʻlchang. Qattiq{15}}holat o'rni (nol{16}}o'zaro almashish) uchun yarim siklning-o'rta nuqtasida o'lchang.
Keyin harorat R_heater dan olinadi. Kalibrlash talab qilinadi: isitgichni ma'lum haroratlarda (masalan, muzli hammomda, qaynoq suvda) ishlating va R ni yozing.
Amaliy aniqlik chegaralari
| Faktor | Xato hissasi | Yumshatish |
|---|---|---|
| TCR o'zgarishi (to'plamdan to'plamga) | O'qishning ±10-20% | Har bir isitgich uchun kalibrlash |
| Tel bo'ylab harorat gradienti | ±2–5 daraja (oʻrtacha va hotspot) | Nazorat qilish uchun o'rtacha qiymatdan foydalaning |
| Qo'rg'oshin qarshiligi (2 simli) | ±2-10 daraja | 4-simli (Kelvin) foydalaning |
| AC quvvatidan shovqin | ±1-3 daraja | Filtrlash, sinxron namuna olish |
| Qarish (sim oksidlanishi) | ±0,5-1 daraja / yil | Har yili qayta kalibrlash |
| Sensorli rezistorning-o'z-o'zidan qizishi | ± 0,5 daraja | Past haroratli qarshilikdan foydalaning (10 ppm) |
Maydonga misol
Laboratoriyadagi suv hammomi ishlab chiqaruvchisi alohida termojuftni yo'q qilish orqali xarajatlarni kamaytirishni xohladi. Ular 500 Vt quvvatga ega PFA isitgichidan (R₀=48 Ō) o'z-o'zini sezish pallasida- foydalanganlar. Kalibrlash 30-100 darajadan yuqori ±2 daraja aniqlikni berdi. Ularni qo'llash uchun (biologik namunalar, ± 5 daraja maqbul), bu etarli edi. Ular har bir isitgich uchun 8 dollarni tejashdi. ± 0,5 daraja talab qiladigan farmatsevtik reaktor uchun ular alohida RTDni saqlab qolishdi. Oʻz-oʻzini sezish kontseptsiyasi-aniqlik darajasi past, xarajat-sezgir mahsulotlar uchun ishladi.
Cheklovlar va ogohlantirishlar
Xavfsizlik{0}}muhim ilovalar uchun emas: Agar boshqaruvchi qarshilikni o'lchamasa, u isitgichni haddan tashqari qizib ketishi mumkin. Alohida termal sug'urta yoki yuqori-cheklangan termostatni qo'shing.
Haroratni sezish uchun isitgich quvvatlanishi kerak: Isitgich o'chirilgan bo'lsa, kontroller haroratni o'lchay olmaydi (oqim yo'q). Sovuqqa qarshilikni o'lchash uchun davriy past kuchlanishli impulsdan (masalan, 5 VDC) foydalaning. Bu ma'lum usul: kichik sezgi kuchlanishini qo'llang (isitish uchun juda past) va oqimni o'lchang. Qo'shimcha sxemani talab qiladi.
Issiq nuqtalar ko'rinmas: Oʻz{0}}sezgi usuli simning oʻrtacha haroratini oʻlchaydi, maksimal emas. Hotspot (masalan, masshtabdan) aniqlanmaydi. Bu xavfsizlik xavfi.
Xulosa: Oʻz-oʻzini sezish{0}}arzon-xarajat, past-aniq ilovalar uchun ishlaydi
PFA isitgichi alohida harorat sensorini yo'q qilib, uning sim qarshiligini o'lchash orqali qarshilik harorati detektori (RTD) sifatida ishlatilishi mumkin. To'rt simli (Kelvin) ulanishi va aniq ko'prik sxemasi bilan ±3–5 daraja aniqlikka erishish mumkin. Bu xarajatlar va kirish nuqtalarini kamaytiradi. Biroq, Ni{6}}Cr ning past TCR (130 ppm/daraja) maxsus RTDlarga nisbatan aniqlikni cheklaydi. O'z{9}}sezgi suv hammomlari, qoplamali tanklar va ±5 daraja nazorat qilish mumkin bo'lgan boshqa ilovalar uchun javob beradi. Aniqlik nazorati (±1 daraja) yoki muhim xavfsizlik-xizmati uchun alohida termojuft yoki RTDdan foydalaning. Isitgich o'zini his qilishi mumkin, lekin mukammal emas. Arzon va quvnoq{16}}o'z-o'zini anglash uchun. Aniq va xavfsiz bo'lishi uchun sensorni qo'shing. Chegaralarni biling, oqilona tanlang.
