RTD (Resistance Temperature Detector) 저항 온도 센서

현장에서 가장 많이 사용하는 방법이 저항온도 측정입니다.

해당 페이지에서는 RTD (transmitter) 의 측정 원리, 구조, 리드와이어 수량에 따른 타입 분류에 대해 적어보았습니다.

 

1. 측정 원리

 

RTD는 온도가 변함에 따라 저항이 변하는 센서입니다.

저항은 센서의 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 

(어떤 소재를 쓰느냐에 따라 저항값이 바뀌겠죠? 소재에 따라 온도에 따른 저항값이 정해져있습니다!)

 

그렇다면 Power Supply를 통해 전압을 걸어주고 전류를 확인한다면 저항값을 알 수 있겠죠??? 

이렇게 저항값을 구했다면 다시 온도값을 역계산해 알고자 하는 온도를 측정하게 되는 것입니다.

 

 

2. RTD 구조

 

RTD 온도계는 아래 사진과 같이 긴 콩나물?? 같이 생겼습니다.

온도를 측정하는 부분과 측정한 온도를 전달하는 부분으로 나눌 수 있습니다.

Process connector 오른쪽은 온도를 측정하는 부분입니다. (긴 막대처럼 생겼습니다)

즉, RTD의 저항소자, 센서부가 위치하는 곳입니다. 

 

저항소자는 크게 권선형과 박막형 두가지가 있고, 오늘날에는 박막기술에 기반한 저항센서가 일반적으로 사용됩니다.

그 중에서도 PT 100 센서로 알려진 백금저항센서가 가장 많이 사용됩니다.

섭씨 0도에서 100옴이며 온도가 상승하면 저항이 증가하고 온도가 하강하면 저항이 감소합니다.

작동 중 전압이 공급되면 전기저항 센서를 통해 전류가 흐릅니다. 

 

저항소자는 굉장히 약하기 때문에 Process와 바로 닿으면 안됩니다. 따라서 센서의 내구도 향상을 위해 써모웰을 사용합니다. 위의 Protecting tube를 써모웰 부분으로 이해하면 되겠습니다. 

(써모웰은 다양한 구조가 있으며 저항 소자와 연결하는 부분도 중요하기 때문에 이에 대한 자세한 내용은 이후에 다루도록 하겠습니다)

 

Process connector의 왼쪽은 측정한 온도를 운전자,Reciever, HMI에 보내는 역할을 하는 부분입니다.

리드 와이어 타입에 따라 전류 전달방식이 다릅니다.

 

 

 

3. RTD 리드와이어 수량에 따른 타입 분류

 

앞서 꾸준히 센서로부터 저항값을 읽어들이기 위해 Power Supply로 전류, 전압을 공급해야 한다고 말씀드렸습니다.

 

RTD는 Power Supply를 통해 전류를 공급받고 4~20mA 전류로 Reciever, HMI, 운전자에 전달합니다. (DCS라고 보면 됩니다) 

 

현장에서는 2wire, 3wire, 4wire 3가지의 방법을 통해 위 과정을 반복하고 다음 그림과 같습니다.

[위 내용은 조금 더 공부가 필요하기 때문에 더 공부한 후 글을 수정해서 올리도록 하겠습니다]

 

 

이상 RTD에 관한 포스팅이었습니다.