RTD 온도센서의 배선구성 (2선식, 3선식, 4선식)

RTD(Resistance Temperature Detectors - 저항 온도 감지기)는 2, 3 또는 4 리드 구성으로 제공됩니다. 특정 애플리케이션에 대한 최상의 구성은 여러 요인에 따라 달라지지만 센서 구성은 트랜스미터와 일치해야 하며, 그렇지 않으면 리드와이어 저항 제거 회로가 비효율적일 수 있습니다.

 

RTD는 공정, 베어링 및 모터 권선의 온도를 측정하는 데 사용됩니다. RTD의 저항은 온도 변화에 따라 변하며 이는 온도를 측정하기 위해 많은 응용 분야에서 사용됩니다. RTD는 일반적으로 2선식, 3선식 및 4선식의 세 가지 RTD 배선 구성에서 작동합니다.

 

 

 

 

 

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1. 2선식, 3선식, 4선식 구성이 필요한 이유

RTD는 온도 변화에 따라 RTD를 가로지르는 전압 강하를 제공하는 회로(트랜스미터에 있음)와 결합됩니다. 이러한 전압 변화는 온도 트랜스미터에 의해 온도로 표현됩니다.

 

RTD를 트랜스미터에 연결하기 위해 케이블은 연결 매체이며 케이블에는 RTD 저항에 추가되는 특정 저항이 있습니다. 총 저항은 RTD 저항과 리드선 저항의 합입니다. 이로 인해 RTD 측정 시스템 전체에서 더 많은 전압 강하가 발생하고 결과적으로 측정이 부정확해집니다.

그래서 2선식, 3선식 및 4선식 RTD 구성을 사용합니다. 

 

 

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2. RTD 배선 구성

RTD 감지 회로와 함께 사용할 수 있는 세 가지 유형의 RTD 배선 구성이 있습니다.

 

 

 

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1) 2선식 RTD 구성

• 2선 구성은 RTD 구성의 가장 간단한 형태입니다.
• 외부 리드를 RTD에 추가하고 트랜스미터에 연결하기만 하면 됩니다.
• RTD 리드의 양쪽 끝에는 RTD와 송신기 사이에 직렬 연결이 있기 때문에 2선 구성을 직렬 구성이라고 합니다.

 

 

 

• 위의 이미지는 휘트스톤 브리지에 연결된 리드선 L2 및 L1이 있는 2선식 RTD RT를 보여줍니다. Es는 공급 전압이고 Eo는 출력 전압입니다. R1, R2 및 R3은 휘트스톤 브리지의 다른 3가지 브리지 저항기입니다.
• L1 및 L2는 RTD의 저항에 직접 추가되어 부정확한 판독값을 유발합니다.
• RTD 저항 = RT(저항) + L1(저항) + L2(저항)
• 리드 저항은 온도 측정에 오류를 일으킵니다.
• 2선식 RTD는 가장 간단한 형태의 RTD 구성으로 가장 저렴하지만 정확도도 가장 낮습니다.표준 IEC-60751에 따르면 2선식 RTD의 리드선 색상은 빨간색과 흰색입니다.

 

 

 

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2) 3 와이어 RTD

• 3선식 RTD 구성은 산업 공정 및 모니터링 응용 분야의 온도 측정에 가장 널리 사용되며 적합합니다.
• 3선식 구성에서 두 개의 와이어는 센서 요소를 센서 요소의 한쪽에 있는 모니터링 장치에 연결하고 하나는 다른 쪽에 연결합니다.
• 3개의 리드선은 모두 동일한 재질이어야 한다는 점에 유의하는 것이 매우 중요합니다

 

 

 

• 3선식 RTD 구성에서 RTD에는 3개의 리드선 L1, L2 및 L3이 있습니다. Es는 공급 전압이고 Eo는 휘트스톤 브리지의 출력 전압입니다. R1, R2 및 R3은 RTD 휘트스톤 브리지에 있는 3개의 다른 브리지 저항기입니다.
• 3선식 RTD는 (L1 저항 + L2 저항 + RT)와 (L2 저항 + L3 저항) 사이의 저항 차이를 계산하여 작동합니다. 3개의 리드선(예: L1, L2 및 L3)은 모두 동일한 저항을 갖습니다.
• 3선식 RTD 구성을 사용한 온도 측정의 정확도는 이 방법이 리드선 저항을 어느 정도 제거하기 때문에 훨씬 더 좋습니다. 따라서 이 RTD 구성은 대부분의 온도 측정 응용 분야에 가장 적합합니다.
• 표준 IEC-60751에 따르면 3선식 RTD의 리드선 색상은 빨간색, 빨간색 및 흰색입니다.

 

 

 

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3) 4 와이어 RTD

• 4선식 RTD는 모든 RTD 구성 중에서 가장 정확합니다.
• 4선식 RTD는 리드선 저항을 제거할 뿐만 아니라 2선식 RTD 구성 및 3선식 RTD 구성으로 제거하지 못하는 접점에서 합산된 다른 저항도 제거합니다.

 

 

 

• 4선식 RTD에서 RTD에는 L1, L2, L3 및 L4 리드선이 있습니다. 전류 Is는 알려진 소스의 공급 전류이고 Eo는 4선식 RTD의 출력 전압입니다.
• L1 저항 및 L4 저항은 L2 저항, L3 저항, RTD RT 및 전압 센서를 형성하는 회로에 전력을 공급합니다. 여기서 간단한 옴의 법칙은 RTD(RT)의 실제 저항을 아는 데 적용할 수 있습니다. RTD 양단의 전압은 Eo 입니다.
  E0= Is*RT.
  따라서 전압 Eo는 실제 RTD 저항 값을 나타냅니다. 따라서 4선식 RTD는 리드선 저항 문제를 완전히 제거합니다.
• 4선식 RTD는 높은 정확도 요구 사항으로 인해 실험실의 온도 측정에 가장 적합합니다.
• 표준 IEC-60751에 따르면 4선식 RTD의 리드선 색상은 빨간색, 빨간색 및 흰색, 흰색입니다.