سنسورهای RTD چگونه ساخته می‌شود؟

مغزی سنسورهای RTD چگونه ساخته می‌شود؟

در ابتدای شناخت چگونگی ساخت مغزی سنسورهای RTD بهتر است شناختی مختصر از خود سنسورهای RTD داشته باشیم. سنسورهای دماییRTD از نوع سنسورهای مقاوتی و تماسی هستند که برای اندازه‎گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای انجام این کار یک جریان الکتریکی از داخل یک قطعه‌ی فلزی(المان) عبور می‌کند، سپس مقاومت این قطعه‌ی فلزی اندازه‌گیری می‌شود. این میزان اندازه‌گیری شده بر اساس نوع فلز به کار گرفته شده در سنسور به دما تبدیل می‌شود.

حسگرهای مقاومتی RTD در کل به سه روش آر‌تی‌دی های سیم پیچی، آرتی‌دی‌ های المنت کویل شده و آرتی‌دی های فیلم نازک ساخته می‌شوند که در ادامه به طور مختصر به هر کدام اشاره خواهد شد.

RTD .1 های سیم پیچی :

در طراحی مغزی حسگرهای RTD سیم پیچی، سیم مقاومت به دور هسته‌ای عایق از جنس سرامیک پیچیده می‌شود. سازندگان چنین حسگرهایی طول سیم مقاوت را به گونه‌ای تعبیه می‌کنند تا مقاومت مشخص در صفر درجه‌ی سانتی‌گراد به دست بیاید. سپس سیمی سربی به سیم مقاومت وصل می‎شود و از یک پوشش شیشه‌ای یا سرامیکی به عنوان محافظ بر روی سنسور استفاده می‌شود. طول سیم مقاومت با افزایش دما به میزانی جزئی افزایش می‌یابد در این مرحله باید توجه لازم باشد تا سیم مقاوت دچار تاب‌برداری و یا پیچ خوردگی نشود و با افزایش دما مقاومت لازم را داشته باشد.

2. سنسور RTD کویل شده :

در طراحی RTD المنت کویل شده سیم مقاومت به صورت کویل‌های کوچک پیچیده می‎شوند. این سیم‎ها به صورت غیر فشرده در ورقه‎های سرامیکی قرار گرفته و به وسیله‌ی پودر عایق پر می‌شوند. برای محافظت از RTD های المنت کویل شده از پوششی فلزی کمک می‎گیرند. به دلیل آن‌که سیم مقاومت با تغییر دما دچار انبساط و انقباض می‌شوند و بازخورد‌های مکانیکی را کاهش می‌دهند از پودر پر کننده جهت افزایش سرعت انتقال حرارت به داخل‌ کویل‎ها استفاده می‌شود که در بهبود زمان پاسخ نیز موثر است.

3. سنسور RTD فیلم نازک :

این نوع از حسگرها با قرار دادن لایه‌ای نازک از پلاتین بر روی سرامیک ساخته می‌شود. سازندگان این دسته از حسگرها به وسیله‌ی باریکه‌ی لیزر، شنتی موازی در لایه‌ی ذکر شده باز می‌کنند و مقاومت در دمای صفر درجه‌ی سانتی‌گراد را تنظیم می‌کنند. به هر میزانی که تعداد شنت‌های باز شده بیش‌تر باشد، مقاومت در دمای صفر درجه بالاتر خواهد رفت. متاسفانه تنظیم مقاومت در این حسگر به اندازه‌ی سایر حسگرها دقیق نیست.

همچنین میزان انبساط بستر سرامیکی و پوشش پلاتینی کمی باهم متفاوت است. که در دمای بالاتر موجب خطا در بازخورد خواهد شد. موضوع مهم دیگری که نباید از آن غافل شد؛ کوچک بودن RTD های فیلم نازک، جریان تحرک RTD باعث می‌شود به دلیل خود گرم شوندگی RTD خطا نیز مقداری هر چند کم افزایش یابد. مغزی سنسورهای RTD فیلم نازک به دلیل به صرفه بودن آن از نظر مالی و همچنین ابعاد کوچک آن و زمان پاسخ کوتاهی که دارد کاربردهای وسیعی دارد و به تولید انبوه می‌رسد.

سخن پایانی

سنسورهای RTD در رده‌ی دوم سنسورهای پر مصرف اندازه‌گیری دما قرار دارند. و بدون تردید مغزی سنسورها به عنوان بخشی اصلی از آن ساختار را شامل می‌شوند. از این رو در انتخاب کمپانی‌های سازنده‌ی مغزی باید دقت لازم شود.