RTD 측정 방법
RTD로 온도 측정
모든 RTD는 일반적으로 빨간색과 검은색 또는 빨간색과 흰색 와이어 색상 조합으로 제공됩니다. 빨간색 와이어는 여기 와이어이고 검은색 또는 흰색 와이어는 접지 와이어입니다. 저항 요소의 어느쪽에 어떤 와이어가 연결되어 있는지 확실하지 않은 경우 디지털 멀티 미터(DMM)를 사용하여 리드 사이의 저항을 측정 할 수 있습니다. 저항이 0Ω에 가까우면 리드가 동일한 노드에 연결됩니다. 저항이 공칭 게이지 저항에 가까우면(일반적인 RTD 공칭 게이지 저항은 100Ω 입니다.) 측정중인 와이어는 저항 요소의 반대쪽에 있습니다. 또한 RTD 사양을 참조하여 특정 장치에 대한 여기 레벨을 찾으십시오.
대부분의 계측기는 RTD 측정을 위해 유사한 핀 구성을 제공합니다. 다음 예제는 NI CompactDAQ 섀시와 NI 9217 RTD 모듈을 사용한 RTD 측정을 보여줍니다 (그림 3). 더 많은 채널 카운트 측정 시스템을 위해 NI는 PXIe-4357 RTD 입력 모듈을 제공합니다.
그림 3. NI CompactDAQ 섀시 및 NI 9217 RTD 모듈
그림 4 . PXIe-4357 RTD 모듈
RTD는 수동 측정 장치입니다. 따라서 여기 전류를 공급 한 다음 단자의 전압을 읽어야합니다. 그런 다음 간단한 알고리즘을 사용하여이 판독 값을 온도로 쉽게 변환 할 수 있습니다. RTD를 통해 흐르는 전류로 인해 발생하는 자가 발열을 방지하려면 이 여기 전류를 가능한 최소화하십시오. 기본적으로 RTD를 사용하여 온도를 측정하는 세 가지 방법이 있습니다.
2- 와이어 – RTD 신호 연결
빨간색 RTD 리드를 EX+ 에 연결합니다. EX+ 핀에서 데이터 수집 장치의 CH+로 점퍼를 배치합니다. 검은 색 (또는 흰색) RTD 리드를 EX-에 연결합니다. 데이터 수집 장치의 EX-의 점퍼를 CH-에 놓습니다.
그림 4. 2- 와이어 RTD 측정
2- 와이어 방법에서 RTD에 여기 전류를 제공하는 두 개의 와이어와 RTD 전압이 측정되는 두 개의 와이어는 동일합니다.
RTD로 온도를 읽는 가장 쉬운 방법은 2- 와이어 방법을 사용하는 것입니다. 그러나 이 방법의 단점은 전선의 리드 저항이 높으면 측정된 전압 VO가 RTD 자체에 존재하는 전압보다 훨씬 높다는 것입니다. NI 9217은 2- 와이어 측정 구성을 지원하지 않습니다.
3-와이어 – RTD 신호 연결
빨간색 RTD 리드를 EX+에 연결합니다. EX+ 핀에서 데이터 수집 디바이스의 CH+로 점퍼를 배치합니다 (참고 :이 단계는 NI 9217에서는 필요하지 않습니다. 내부적으로이 두 채널이 연결됩니다. 아래 참조). 검정색 (또는 흰색) RTD 선들 중 하나를 EX-로 연결하고 다른 하나를 CH-에 연결합니다.
그림 5는 측정을 위한 외부 연결과 NI 9217 RTD 모듈의 핀 배치를 보여줍니다. NI 9217이 내부적으로 이것을 여기(Excitation) 터미널에 연결하기 때문에 EX+가 RTD0+에 연결됩니다.
그림 5. 3 선 RTD 측정
4- 와이어 – RTD 신호 연결
이 RTD를 연결하려면 저항 요소의 양극쪽에 있는 각 빨간색 리드를 데이터 수집 장치의 EX+ 및 CH+에 연결하기만 하면됩니다. 저항 요소의 음극쪽에 있는 검은 색 (또는 흰색) 리드를 데이터 수집 장치의 EX- 및 CH-에 연결합니다. 2 선 RTD로부터 추가적인 리드 2 선은 달성 가능한 정확도를 높입니다. 그림 6은 측정을 위한 외부 연결과 NI 9217 RTD 모듈의 핀 배치를 보여줍니다.
그림 6. 4- 와이어 RTD 측정
4- 와이어 방법은 전압 측정을 수행하는 장치를 통과하는 높은 임피던스 경로에 있기 때문에 리드 저항의 영향을받지 않는다는 장점이 있습니다. 따라서 RTD의 전압을 훨씬 더 정확하게 측정할 수 있습니다.
RTD 노이즈 고려 사항
RTD 출력 신호는 일반적으로 밀리 볼트 범위에서 실행되므로 노이즈에 취약합니다. 저역 통과 필터는 일반적으로 RTD 데이터 수집 시스템에서 사용할 수 있으며 RTD 측정에서 고주파 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있습니다. 예를 들어, 저역 통과 필터는 대부분의 실험실 및 공장 환경에서 흔히 발생하는 60Hz 전력선 노이즈를 제거하는 데 유용합니다.
신호 소스 근처의 저수준 RTD 전압을 증폭하여 시스템의 노이즈 성능을 크게 향상시킬 수 도 있습니다. RTD 출력 전압 레벨이 매우 낮기 때문에 ADC (아날로그-디지털 컨버터)의 입력 제한을 최적화하는 게인을 선택해야합니다.
측정 확인하기 : NI LabVIEW
센서를 측정 기기에 연결하면 LabVIEW 그래픽 프로그래밍 소프트웨어를 사용하여 필요에 따라 데이터를 시각화하고 분석할 수 있습니다.
그림 7. LabVIEW RTD 측정