المبدأ
في المعادن يزيد ارتفاع الحرارة من اهتزاز الشبكة البلورية وتشتّت الإلكترونات، فترتفع المقاومة. وعلى نطاقات صغيرة تكون R = R₀(1 + αΔT). واقترح سيمنس مقياس الحرارة البلاتيني المقاوم عام 1871، ووضع كالندر طرائق دقيقة له.
عنصر Pt100 ومعادلة كالندر-فان دوزن
تبلغ مقاومة Pt100 مئة أوم عند 0 °س. ويُحدّد المعيار IEC 60751 قيمة α = 0.00385 /°س ومعادلة كالندر-فان دوزن R(T) = R₀(1 + AT + BT²) فوق 0 °س، مع فئات تفاوت AA وA وB وC. والبلاتين مستقر وخطّي، فيُستخدم مستشعرًا مرجعيًا، وتوجد أيضًا عناصر من النيكل والنحاس.
التوصيل
- ثنائي الأسلاك: تُضاف مقاومة الأسلاك مباشرة إلى الخطأ.
- ثلاثي الأسلاك: يعوّض مقاومة الأسلاك، وهو المعيار الصناعي.
- رباعي الأسلاك: تُلغي أسلاك التيار والقياس المنفصلة أثر الأسلاك تقريبًا في الأعمال الدقيقة.
المقارنة
كواشف RTD أدقّ وأكثر استقرارًا من المزدوجات الحرارية، لكنها تغطّي نطاقًا أضيق واستجابتها أبطأ. والثرمستورات أكثر حساسية لكنها غير خطّية. ويُبقى تيار الإثارة صغيرًا، نحو 1 مللي أمبير، للحدّ من التسخين الذاتي.
انظر أيضًا: قانون أوم
المراجع
- IEC 60751:2022. Industrial platinum resistance thermometers and platinum temperature sensors. International Electrotechnical Commission.
- Callendar, H. L. (1887). On the practical measurement of temperature. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 178, 161-230.
- Fraden, J. (2016). Handbook of Modern Sensors (5th ed.). Springer.