efecto de autocalentamiento de la sonda de temperatura PT100 dual en una masa de agua en movimiento

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Estoy tratando de saber cuánto calentamiento espontáneo debo esperar en estas condiciones:

  • Rango de temperatura: 0-45 C
  • Uso de una resistencia de extracción de 1050 ohmios para alimentar cada PT100 (configuración de 2 cables) con excitación de 5 voltios y referencia de 5 voltios.
  • Sonda de temperatura con dos PT100 en el interior
  • La sonda de temperatura se insertará en una tubería con una masa de agua en movimiento usando un termopozo.

De acuerdo con lo que he leído en varios sitios, incluido este referencia de los instrumentos de Texas la El coeficiente de autocalentamiento debe ser de 0.01-0.02 C / mW para una masa de agua en movimiento.

con una excitación de 5 V, una resistencia de 1050 ohmios y un valor máximo de 117.47 ohmios del PT100 a 45ºC, obtengo 2.1546 mW, por lo que la temperatura aumentaría la cantidad insignificante de 0.043 mK con un coeficiente de 0.02 C / mW. ¿Estoy en mis cálculos? Además, dado que ambos PT100 están instalados en la misma sonda, ¿pueden afectarse entre sí en términos de calor de manera significativa?

EDITAR: Andy corrigió mi error de cálculo e introdujo el agua SH como una variable, pero Spehro respondió a mi segunda pregunta y proporcionó información más práctica./tips:

  • Mayor resistencia térmica debido a un mal acoplamiento del termopozo.
  • El coeficiente de autocalentamiento varía según el material y la construcción.
pregunta Bizcochito

3 respuestas

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Le convendría más obtener los números reales de autocalentamiento del fabricante de la sonda (o hacer las mediciones usted mismo). El coeficiente puede variar en un rango de 10: 1 dependiendo del elemento RTD y la construcción de la sonda (película delgada frente a herida y epoxi frente a alúmina, por ejemplo). El material de la sonda lo afectará también. TI es un fabricante de semiconductores, no un experto en diseño de sondas. Si tiene un conjunto de sonda separado suelto dentro de un termopozo, ¡volverá a ser peor! Al menos tiene agua que fluye, que es la mejor opción para el flujo de metal fundido.

Consideraría que 5mA es una corriente excesiva para un Pt100, usualmente usamos 1mA, por lo que está obteniendo 25 veces más de autocalentamiento. Es un precio bastante alto para pagar por un diseño menos profesional de acondicionador de señal si le importa la precisión.

Ciertamente, los dos elementos interactuarán, de nuevo dependerá de la construcción exacta.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Siempre vale la pena comprobar que el calor específico del agua (SH) no varía demasiado con la temperatura: -

Fuente de la imagen .

Como puede verse, la SH no varía mucho en el rango de temperaturas que está considerando, por lo que es razonable concluir que la temperatura del agua no altera significativamente su conductividad térmica en este rango.

Con el PT100 a 45 grados centígrados, su resistencia es de 117,5 ohmios y, por lo tanto, desarrollará un voltaje de 0,503 voltios y disipará una potencia de 2,16 mW.

Utilizando la figura de resistencia térmica de 0.02 grados Celsius / mW, el aumento de la temperatura de autocalentamiento será inferior a 0.05 grados.

    
respondido por el Andy aka
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Caso general

Usted tiene un divisor de voltaje hecho de una resistencia desconocida y una resistencia de 1.05 kΩ, accionada desde 5 V. La disipación más alta en la resistencia desconocida ocurre cuando su resistencia coincide con la resistencia fija. Por lo tanto, desea saber que la disipación de una resistencia de 1.05 kΩ es de 2.5 V a través de ella.

(2.5 V) 2 /(1.05 kΩ) = 6 mW

A 0.02 ° C / mW se calienta a sí mismo, que sale a 0.12 ° C.

Tu caso específico

Ahora dice que la resistencia máxima del termistor es 117.5 Ω. Eso significa que la disipación máxima también será menor. Con la otra resistencia del divisor de tensión de 1.05 kΩ, la tensión en la resistencia de 117.5 Ω es de 503 mV.

(503 mV) 2 /(117.5) = 2.2 mW

Eso multiplicado por 0.02 ° C / mW produce 0.043 ° C.

    
respondido por el Olin Lathrop

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