ĐO ĐIỆN TRỞ RTD,KẾT NỐI 2,3 HAY 4 DÂY- CÁCH SỬ DỤNG VÀ CÁCH HOẠT ĐỘNG
Có thể bạn đã biết rằng điện trở và cảm biến nhiệt độ RTD(resistance temperature detector) có thể 2,3 hay 4 dây, nhưng có thể bạn không biết chúng khác nhau như thế nào, hay những kết nối này hoạt động như thế nào. Thật xấu hổ khi thừa nhân điều đó nhưng đừng lo- tôi sẽ giải thích cách hoạt động của chúng. Đọc bài viết này sau đó bạn sẽ biết. Trong bài đăng trên blog này tôi sẽ giải thích một cách ngắn gọn và đơn giản làm cách nào đồng hồ đo có thể đo được điện trở hay nhiệt điện trở RTD và sự khác nhau giữa kết nối 2,3 và 4 dây. Tôi hi vọng nó sẽ giúp bạn trong thực tế công việc.
Làm thế nào để đo điện trở/RTD ?
Nào hãy bắt đầu từ những điều cơ bản. trước khi nói đến số dây, trước tiên ta xem đồng hồ đo đo điện trở như thế nào.
trước hết : đồng hồ đo điện trở không đo điện trở một cách trưc tiếp. Tại sao vậy
Cách mà đồng hồ đo điện trở làm việc là cấp một dòng điện nhỏ, chính xác chạy qua điện trở cần đo và sau đó đo hiệu điện thế trên điện trở. Sau đó khi đã biết dòng điện và điện áp, Người bạn tốt của chúng ta, định luật ohm sẽ giải quyết phần còn lại. Định luật OHM phát biểu rằng điện trở bằng điện áp chia cho dòng điện hay R = U/I.
Ví dụ, nếu có 1mA (0,001A) đi qua một điện trở và điện áp trên điện trở là 0,1V, khi đó điện trở bằng R=U/I = 0.1 V / 0.001 A = 100 ohm.
Vì vậy, đồng hồ đo điện trở bằng cách đo dòng điện và điện áp. Thông thường dòng điện cấp cho điện trở thường là 1mA, do đó nếu bạn đo điện trở 100 ohm thì điện áp trên điện trở sẽ là 100 vôn. Đối với dải điện trở lớn hơn thì dòng điện dùng để đo sẽ nhỏ hơn nữa. Thông thường bộ chuyển đổi nhiệt độ ( temperature transmitter) dùng dòng điện khoảng 0,2mA. Tôi cũng đã thấy transmitter dùng dòng điện 0,1mA lên đến vài mA. và dòng điện không phải luôn luôn là dòng điện một chiều DC, nó cũng có thể là 1 xung.
Dòng điện đo có thể gây tỏa nhiệt trên đầu đo nhiệt điện trở RTD, do đó dòng điện đo nên giữ ở mức thấp. Thông tin thêm về nhiệt điện trở RTD sẽ được đề cập đến ở một bài viết khác.
Thiết bị đo điện trở phải tự biết chính xác dòng điện nó dùng để đo để có thể tính toán chính xác điện trở cần đo.
Sơ đồ dưới đâu có thể minh họa cho điều này:
Trong hình vẽ dùng kết nối 2 dây, vì chỉ có 2 dây dẫn ( hoặc que đo)được kết nối với điện trở. Trong hình trên các dây kết nối xem như là lý tường tức không có điện trở dây dẫn. Nhưng thực tế, tất cả dây dẫn hay que đo đều luôn tồn tại điện trở và các điểm tiếp xúc cũng có điện trở.
Vì vậy, nếu chúng ta minh họa kết nối 2 dây thực tế phải xem xét đến điện trở của dây dẫn và điểm kết nối, chúng ta có sơ đồ thực tế như sau:
Những gì đồng hồ đo nhận biết được là tổng của Uw + Ur + Uw mặc dù nó chỉ cần nhận biết Ur. Như trường hợp này đồng hồ đo điện trở sẽ hiển thị điện trở là tổng của điện trở R và tất cả điện trở kết nối.
Do đó kết quả của nó là sai.
Trong đo lường thì mọi thứ cần phải chính xác, sự phụ thuộc và dây dẫn và điểm tiếp xúc,điều này có thể gây ra sai số rất lớn cho phép đo. Trong trường hợp dây dẫn dài và điểm tiếp xúc tiếp xúc kém , sai số có thể lên đến vài ohm thậm chí có thể lớn hơn. Tuy nhiên ngay cả khi sử dụng que đo hay dây dẫn chất lượng cao thì vẫn luôn có sai số.
Nếu bạn muốn thực hiện phép đo điện trở tin cậy và chính xác , thì đừng bao giờ sử dụng kết nối 2 dây.
Làm thế nào để loại bỏ sai số ở phép đo kết nối 2 dây.
Câu trả lời là sử dụng kết nối 4 dây. Nào hãy xem phần tiếp theo.
Đo điện trở dùng 4 dây
Với kết nối 4 dây, ý tưởng ở đây là dùng 2 dây riêng biệt để cung cấp dòng điện đo và 2 dây dùng để đo điện áp trên điện trở.Đối với kiểu kết nối này, cần phải có 4 dây, …
Hãy nhìn hình ảnh minh họa cho kết nối 4 dây:
Tại sao như vậy, vâng tôi sẽ giải thích cho điều này:
Hiện tại thì có 2 đây riêng biệt để cung cấp chính xác dòng điện đo cho điện trở. Nếu ở đây có tòn tại điện trở trên dây dẫn và điểm kết nối, nó không quan trọng, bởi vì máy phát dòng điện sẽ vẫn tạo ra dòng điện chính xác và dòng điện đó nó không bị thay đổi khi đi qua kết nối.
Ngoài ra, do có dây dẫn riêng biệt để đo điện áp trên điện trở , bất kì điện áp rơi nào trên dây dẫn sẽ không ảnh hưởng đến điện áp đo bởi vì nó là phép đo có trở kháng rất cao. Do đó thực tế là không có dòng điện nào trên dây dẫn mặc dù chúng có điện trở, nó sẽ không có bất kỳ sụt áp nào, do đó nó không có sai số.
Kết quả của việc trên, kết nối 4 dây có thể đo chính xác điên trở khi mà vẫn có điện trở trong dây dẫn và điểm tiếp xúc.
Do đó, kết nối 4 dây là cách tốt nhất và chính xác nhất để đo điện trở hay cảm biến RTD
Sơ đồ thực tế của phép đo dùng 4 dây sẽ trông giống như hình dưới đây, với điện trở dây dẫn và tiếp điểm (Rw) được thêm vào:
Đo điện trở kết nối 3 dây
Trong thực tế, việc sử dụng, lắp đặt 4 dây khá mất thời gian và tốn kém. Có một cách là sửa đổi kết nối 4 dây chính là kết nối 3 dây.Mặc dù kết nối 3 dây không chính xác như kết nối 4 dây, nhưng kết nối 3 dây chắc chắn tốt hơn kết nối 2 dây kém chính xác. Do đó kết nối 3 dây đã trở thành tiêu chuẩn trong nhiều ứng dụng trong công nghiệp.
Trong kết nối 3 dây, ý tưởng là chúng ta gỡ bỏ 1 dây và giả định là điện trở dây dẫn của các dây là như nhau.
Nào, bây giờ chúng ta sẽ xem sơ đồ của kết nối 3 dây với điện trở gồm:
Vậy nó hoạt động như thế nào?
Trong đồng hồ đo điện trở có "chuyển mạch nội bộ", vì vậy đầu tiên nó co thể chỉ đo điện trên mạch vòng phía trên ( điện trở tổng của Rw1 + Rw2), sau đó lấy kết quả đó chia cho 2 và kết quả sẽ là điện trở trung bình của 2 dây dẫn. Đồng hồ sau đó sẽ giả định rằng Rw3 có điện trở bằng điện trở trung bình của Rw1 và Rw2. khi đó chuyển mạch sẽ trở về kết nối bình thường ( như hình vẽ để đo điện trở của điện trở R và nó dùng kết quả điện trở dây dẫn trước đó để đưa ra kết quả phép đo.
Bạn nên nhớ một điều rằng kết nối 3 dây chỉ chính xác nếu tất cả 3 dây và điểm kết nối có điện trở tương đương như nhau. Nếu có sự khác biệt về điện trở dây dẫn và tiếp điểm sẽ đẫn đến kết quả đo sai. Sai số trong phép đo điện trở 3 dây sẽ có kết quả quá cao hay quá thấp tùy thuộc và sự khác nhau giữa cáp điện và điểm kết nối.
Trong các ứng dụng trong công nghiệp, kết nối 3 dây là một sự lựa chọn tốt. Nó tương đối chính xác khi bạn cần sử dụng một kết nối ít dây hơn kết nối 4 dây khi đo điện trở.
Kết Luận
Một số điều cần nhớ:
- Khi hiệu chuẩn điện trở của RTD, dùng kết nối 4 dây nếu có thể.
- Tất nhiên, khi bạn hiệu chuẩn bộ chuyển đổi nhiệt độ RTD ( RTD temperature transmitter) cấu hình để đo 3 dây, bạn cần dùng 3 dây dẫn. Hãy chắc chắn 3 dây bạn sử dụng là tương tự nhau và kết nối phải tốt.
- Khi dùng đầu đo RTD 3 dây , kết nối với bộ chuyển đổi RTD , phải chắc chắn rằng nó được kết nối tốt và ốc vít trên 3 dây được bắt chắc chắn.
- Khi sử dùng một đầu đo RTD tham chiếu để hiệu chuẩn, phải luôn luôn sử dụng kết nối 4 dây.
- Không bao giờ dùng phép đo điện trở 2 dây cho bất kỳ phép đo nào cần độ chính xác cao.
Như thường lệ,vui lòng bình luận và gửi cho chúng tôi những ý kiến, góp ý về bài viết và các ý tưởng về các chủ đề mà bạn muốn đọc ở Blog này trong tương lai.
Trong lời giải thích về kết nối 3 dây, tôi đã sử dụng từ ngữ "chuyển mạch nội bộ". Trong thực tế, không cần thiết phải chuyển đổi, nhưng chúng có thể được đo bằng nhiều cách khác nhau. một số bộ chuyển đổi ( transmitter ), bộ hiệu chuẩn (calibrator) có nhiều kênh chuyển đổi A / D được sử dụng để đo điện áp của mỗi điểm kết nối trong kết nối 4 dây 4 trong cùng 1 thời điểm. Bằng cách đó, transmitter hay bộ hiệu chỉnh có thể tự động nhận ra có bao nhiêu dây được kết nối và có tính toán phù hợp. điện trở cũng có thể đo bằng mạch cầu, nhưng dường như đồng hồ số hiện đại,thực tế hơn và có thể đạt được độ chính xác cao ngay cả đối với các mục đích thí nghiệm hiệu chuẩn.
Theo: Beamex
Comments
Post a Comment