3Line RTD Sensor 정리

3Line RTD Sensor 정리

실제 업무에 사용한 3Line RTD Sensor에 대해 정리함

0. RTD Sensor 란?

• 측온저항계라고함.
• 온도에 따라서 Linear하게 저항값이 변하는 센서
• PT100, PT1000 등이 있음.
  • 보통, PT100을 사용.
  • 정밀성이 필요할 시, PT1000을 사용.
• 2선식, 3선식, 4선식이 있음.
  • 보통, 3선식을 많이 씀.
  • 정밀성이 필요할 시, 4선식을 사용.

(예시, PT100)

1. RTD Sensor 구조

1.1 2선식

1.2 3선식

• 양단에 각 각 1Line, 2Line이 나와있음
• 한쪽이 2Line인 이유는 몇백 미터 연장해서 사용할 수 있도록 하기 위함.
  • 연장한 길이 만큼의 저항 값을 배제할 수 있도록 센싱 Circuit를 구성 가능.

1.3 4선식

2. RTD Sensor 센싱 기본.

• 본인은 아래의 방법을 통해 PT100 RTD Sensor 센싱 Circuit를 구성함.

• 3선식의 모든 Line은 길이가 같고 저항이 같다고 가정함.

2.1 회로 설명.

• 기본적으로, Current Source (Current Loop)회로를 구성.
  • 회로에 흐르는 전류가 동일 하므로 저항의 변화를 측정하고 싶다면,
    저항 양단의 전압을 측정하여 계산하면 됨.
• 흐르는 전류는 보통 4~20mA정도로 해야함.
  • PT100도 결국, 저항이기 때문에 전류가 흐르면 열이 발생함.
  • PT100의 발열이 많으면 많을 수록 측정의 오차가 커지기 때문.
• 매우 작은 전류의 회로이기 때문에 그만큼 측정되는 전압도 작음.
  • 비반전 증폭기를 구성하여 전압을 채배하여 사용할 것.
• 전압을 측정해야하는 Point는 총 3Point임.
  1. V0
  2. VA
  3. VB

2.2 회로 예시

• 회로 예제에 나와있는 공식을 이용하여 PT100의 실제 저항 값을 측정할 것.

3. 보간법을 이용한 RTD Sensor 저항값을 온도로 환산

• PT100의 저항값에 따른 온도는 아래의 사진과 같음.

• 측정된 저항 값을 아래의 내용(보간법)을 이용하여 온도로 환산할 수 있음.