হ্যাঁ, একটি পিএফএ হিটার তার অভ্যন্তরীণ হিটিং তারের প্রতিরোধের পরিমাপ করে একটি স্ব- সেন্সিং হিটার হিসাবে কাজ করতে পারে, যা তাপমাত্রার সাথে অনুমানযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। গরম করার উপাদানটি সাধারণত একটি নিকেল-ক্রোমিয়াম (Ni-Cr 80/20) সংকর ধাতু যার তাপমাত্রা সহগ প্রতিরোধের (TCR) প্রায় 0.01–0.015% প্রতি ডিগ্রি (100–150 ppm/ ডিগ্রি)। এটি বিশুদ্ধ ধাতুর তুলনায় কম (প্ল্যাটিনাম RTD: 3,850 পিপিএম/ডিগ্রী) কিন্তু সুনির্দিষ্ট ইলেকট্রনিক্স দিয়ে পরিমাপযোগ্য। একটি 6 কিলোওয়াট হিটারের জন্য (প্রতিরোধ ≈ 10 Ω 20 ডিগ্রিতে), একটি 100 ডিগ্রি তাপমাত্রা বৃদ্ধি 0.12–0.18 Ω (1.2–1.8%) দ্বারা প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়। ভোল্টেজ এবং কারেন্ট পরিমাপ করে (বা একটি সেতু সার্কিট ব্যবহার করে), নিয়ামক প্রতিরোধের গণনা করে এবং গড় তারের তাপমাত্রা অনুমান করে। এই দ্বৈত ব্যবহার-একটি পৃথক থার্মোকল বা RTD বাদ দেয়, অনুপ্রবেশ বিন্দু হ্রাস করে এবং খরচ কম করে। যাইহোক, তারের বরাবর কম TCR এবং তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টের কারণে নির্ভুলতা ±3-5 ডিগ্রিতে সীমাবদ্ধ। ±1 ডিগ্রি প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, একটি পৃথক সেন্সর এখনও প্রয়োজন৷
অপারেশন নীতি
হিটিং তারের রেজিস্ট্যান্স R(T)=R₀ × [1 + × (T – T₀)] অনুসরণ করে, যেখানে TCR। Ni-Cr 80/20, ≈ 130 ppm/ ডিগ্রি (0.00013/ ডিগ্রি) এর জন্য। 20 ডিগ্রীতে, R₀=10 Ω. 120 ডিগ্রীতে, R=10 × [1 + 0.00013 × 100]=10 × 1.013=10.13 Ω। পরিবর্তন হল 0.13 Ω। এটি সঠিকভাবে পরিমাপ করতে, কন্ট্রোলারের অবশ্যই 0.01 Ω রেজোলিউশনের চেয়ে ভাল থাকতে হবে। সীসা প্রতিরোধের ত্রুটিগুলি দূর করতে এর জন্য একটি চার-তারের (কেলভিন) সংযোগ প্রয়োজন৷ একটি সাধারণ দুই-তারের পরিমাপ সীসা প্রতিরোধের (0.1–0.5 Ω) দ্বারা জলাবদ্ধ হবে। একটি নির্ভুল রেফারেন্স প্রতিরোধক সহ একটি ব্রিজ সার্কিট (হুইটস্টোন ব্রিজ) 0.005 Ω রেজোলিউশন অর্জন করতে পারে, যা ±2-3 ডিগ্রি নির্ভুলতা দেয়।
ডেডিকেটেড তাপমাত্রা সেন্সর সঙ্গে তুলনা
| প্যারামিটার | সেল্ফ-সেন্সিং হিটার (Ni-Cr) | ইন্টিগ্রেটেড থার্মোকল (টাইপ জে/কে) | ইন্টিগ্রেটেড RTD (Pt100) |
|---|---|---|---|
| টিসিআর (পিপিএম/ডিগ্রী) | 100–150 | N/A (সিবেক প্রভাব) | 3,850 |
| সংবেদনশীলতা | 0.013 Ω/ ডিগ্রী (10 Ω এ) | 50 µV/ ডিগ্রি | 0.38 Ω/ ডিগ্রী |
| নির্ভুলতা | ±3–5 ডিগ্রী | ±1–2 ডিগ্রী | ±0.3–0.5 ডিগ্রী |
| প্রতিক্রিয়া সময় (সেকেন্ড) | 10-30 (তারের ভর) | 1-5 (ছোট মোড়) | 2-8 (ছোট উপাদান) |
| খরচ যোগ করা হয়েছে | $5 (ইলেকট্রনিক্স) | $20-50 (সেন্সর + তার) | $30-100 (সেন্সর + তার) |
| অনুপ্রবেশ | 2টি তার (শুধুমাত্র পাওয়ার) | 4টি তার (পাওয়ার + সেন্সর) | ৪-৬টি তার |
| ব্যর্থতা মোড | ওপেন সার্কিট (হিটার ব্যর্থ) | সেন্সর আলাদাভাবে ব্যর্থ হতে পারে | সেন্সর আলাদাভাবে ব্যর্থ হতে পারে |
| সেরা অ্যাপ্লিকেশন | কম-খরচ, অ-গুরুত্বপূর্ণ | সাধারণ শিল্প | যথার্থ নিয়ন্ত্রণ |
নিজের জন্য সার্কিট ডিজাইন- সেন্সিং
একটি সহজ পদ্ধতি হিটারের সাথে সিরিজে একটি কারেন্ট-সেন্সিং প্রতিরোধক (শান্ট) ব্যবহার করে। মাইক্রোকন্ট্রোলার শান্ট (কারেন্ট) জুড়ে ভোল্টেজ এবং হিটার জুড়ে ভোল্টেজ পরিমাপ করে। এটি R_heater=V_heater/I গণনা করে। 1-10 Hz এ স্যাম্পলিং করে এবং 10-20 পাওয়ার সাইকেলে ফিল্টারিং (গড়) করে, AC থেকে শব্দ কম হয়। SCR{12}}নিয়ন্ত্রিত হিটারের জন্য, চালু{13}}চক্রের সময় পরিমাপ করুন যখন কারেন্ট স্থিতিশীল থাকে। কঠিন-স্টেট রিলেগুলির জন্য (শূন্য-ক্রস সুইচিং), অর্ধ-চক্রের মধ্যবিন্দুতে পরিমাপ করুন।
তাপমাত্রা তখন R_heater থেকে প্রাপ্ত হয়। ক্রমাঙ্কন প্রয়োজন: পরিচিত তাপমাত্রায় হিটার চালান (যেমন, বরফের স্নানে, ফুটন্ত জলে) এবং রেকর্ড R.
ব্যবহারিক নির্ভুলতা সীমা
| ফ্যাক্টর | ত্রুটি অবদান | প্রশমন |
|---|---|---|
| TCR বৈচিত্র (ব্যাচ থেকে ব্যাচ) | পড়ার ±10-20% | হিটার প্রতি ক্রমাঙ্কন |
| তারের বরাবর তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট | ±2–5 ডিগ্রি (গড় বনাম হটস্পট) | নিয়ন্ত্রণের জন্য গড় ব্যবহার করুন |
| সীসা প্রতিরোধের (2-তার) | ±2–10 ডিগ্রী | 4-তার ব্যবহার করুন (কেলভিন) |
| এসি পাওয়ার থেকে আওয়াজ | ±1–3 ডিগ্রী | ফিল্টারিং, সিঙ্ক্রোনাস স্যাম্পলিং |
| বার্ধক্য (তারের জারণ) | ±0.5-1 ডিগ্রি/বছর | বার্ষিক পুনঃক্রমানুযায়ী |
| ইন্দ্রিয় প্রতিরোধকের স্ব-উষ্ণতা | ±0.5 ডিগ্রী | কম টেম্পকো প্রতিরোধক ব্যবহার করুন (10 পিপিএম) |
ক্ষেত্রের উদাহরণ
একটি পরীক্ষাগার জল স্নান প্রস্তুতকারক পৃথক থার্মোকল বাদ দিয়ে খরচ কমাতে চেয়েছিলেন। তারা একটি স্ব- সেন্সিং সার্কিট সহ একটি 500 ওয়াট পিএফএ হিটার (R₀=48 Ω) ব্যবহার করেছে। ক্রমাঙ্কন ±2 ডিগ্রী নির্ভুলতা দিয়েছে 30-100 ডিগ্রীর উপরে। তাদের আবেদনের জন্য (জৈবিক নমুনা, ±5 ডিগ্রি গ্রহণযোগ্য), এটি যথেষ্ট ছিল। তারা হিটার প্রতি $8 সংরক্ষণ করেছে। একটি ফার্মাসিউটিক্যাল চুল্লির জন্য ±0.5 ডিগ্রি প্রয়োজন, তারা একটি পৃথক RTD ধরে রেখেছে। স্ব-সংবেদনশীল ধারণাটি কম-নির্ভুলতা, খরচ-সংবেদনশীল পণ্যগুলির জন্য কাজ করেছিল।
সীমাবদ্ধতা এবং সতর্কতা
নিরাপত্তার জন্য নয়-গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশন: কন্ট্রোলার প্রতিরোধ পরিমাপ করতে ব্যর্থ হলে, এটি হিটার অতিরিক্ত গরম হতে পারে. একটি পৃথক তাপীয় ফিউজ বা উচ্চ-সীমা থার্মোস্ট্যাট যোগ করুন।
হিটার অবশ্যই তাপমাত্রা বোঝার জন্য চালিত হতে হবে: যখন হিটার বন্ধ থাকে, তখন কন্ট্রোলার তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে না (কারেন্ট নেই)। ঠান্ডা প্রতিরোধের পরিমাপ করতে একটি পর্যায়ক্রমিক কম-ভোল্টেজ পালস (যেমন, 5 VDC) ব্যবহার করুন। এটি একটি পরিচিত পদ্ধতি: একটি ছোট সেন্স ভোল্টেজ প্রয়োগ করুন (গরম করার জন্য খুব কম) এবং বর্তমান পরিমাপ করুন। অতিরিক্ত সার্কিটরি প্রয়োজন।
হটস্পটগুলি অদৃশ্য: সেলফ-সেন্সিং পদ্ধতি তারের গড় তাপমাত্রা পরিমাপ করে, সর্বোচ্চ নয়। একটি হটস্পট (যেমন, স্কেল থেকে) সনাক্ত করা হবে না। এটি একটি নিরাপত্তা ঝুঁকি.
উপসংহার: স্ব-স্বল্প সংবেদন কাজ করে-খরচ, কম-নির্ভুল অ্যাপ্লিকেশন
একটি PFA হিটার একটি পৃথক তাপমাত্রা সেন্সর নির্মূল করে তারের প্রতিরোধের পরিমাপ করে একটি প্রতিরোধের তাপমাত্রা সনাক্তকারী (RTD) হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি চার-তারের (কেলভিন) সংযোগ এবং একটি নির্ভুল ব্রিজ সার্কিটের সাথে, ±3–5 ডিগ্রির নির্ভুলতা অর্জনযোগ্য। এই খরচ এবং অনুপ্রবেশ পয়েন্ট হ্রাস. যাইহোক, নি-Cr (130 ppm/ ডিগ্রি) এর কম TCR ডেডিকেটেড RTD-এর তুলনায় নির্ভুলতা সীমাবদ্ধ করে। স্ব-সেলফ সেন্সিং ওয়াটার বাথ, প্লেটিং ট্যাঙ্ক এবং অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত যেখানে ±5 ডিগ্রি নিয়ন্ত্রণ গ্রহণযোগ্য। নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণ (±1 ডিগ্রি) বা নিরাপত্তা{13}}গুরুত্বপূর্ণ পরিষেবার জন্য, একটি পৃথক থার্মোকল বা RTD ব্যবহার করুন। হিটার নিজেকে বুঝতে পারে, কিন্তু পুরোপুরি নয়। সস্তা এবং প্রফুল্ল, স্ব-বোধের জন্য। সুনির্দিষ্ট এবং নিরাপদের জন্য, একটি সেন্সর যোগ করুন। সীমা জানুন, বিজ্ঞতার সাথে নির্বাচন করুন।
