Resistance Temperature Detector in hindi | RTD क्या है ?

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Resistance Temperature Detector in hindi इंडस्ट्रीज में और ऑटोमेशन में इलेक्ट्रिकल या फिर मैकेनिकल मात्राओ को मापना जरुरी होता है इसलिए transducer का इस्तेमाल किया जाता है | Transducer के बोहोत सारे प्रकार होते है, आज हम Resistance Temperature Detector in hindi (RTD in hindi ) इस आर्टिकल में RTD के बारेमे जानकारी लेंगे |

Resistance Temperature Detector in Hindi ( RTD क्या है? ):-

अगर धातु का तापमान बढ़ता है तो उसकी वजह से धातु का resistance भी बढ़ता है | इसीलिए धातु में positive temperature co-efficient ऑफ़ resistivity होता है | लेकिन कुछ semiconductor धातु में negative temperature co-efficient होता है |

इसका मतलब जैसे ही धातु का तापमान बढ़ता है वैसे ही धातु का resistance कम होता जाता है | इसका यह मतलब है की हम तापमान के बदलाव करके धातु के रेजिस्टेंस में बदलाव कर सकते है | इसी सिद्धांत का इस्तेमाल resistance type sensors में किया जाता है | इसीलिए इन transducer को Resistance Temperature Detector ( RTD ) या फिर Resistance Thermometers कहा जाता है |

Resistance Temperature Detector in hindi | construction of RTD
Resistance Temperature Detector in hindi | RTD in hindi

रेजिस्टेंस थर्मोमीटर में इलेक्ट्रिकल रेजिस्टेंस को मापने के लिए तापमान का सहारा लेता है | रेजिस्टेंस थर्मोमीटर में sensing element  एक मुख्य तत्व है | Sensing element संवेदनशीलता और तापमान में बदलाव का पता लगाना |

इसमें इस्तेमाल होने वाले material याने सामग्री के characteristics stable याने स्थिर होना बोहोत जरुरी होता है | अगर रेजिस्टेंस का calibration को स्थिर रखना हो तो ये बोहोत जरुरी होता है |

Requirements of Transducer ( ट्रांसड्यूसर की आवश्यकताएं ) :-

  1. Ruggedness (कठोरता):- ट्रांसड्यूसर इस तरह से बना होना चाहिए की वो overload को भी sustain याने झेल सके, एक अछे ट्रांसड्यूसर की कठोरता ज्यादा होती है |
  2.  Sensitivity (संवेदनशीलता):-ट्रांसड्यूसर संवेदनशील होना चाहिए ताकि वो quantity में आये थोड़े से बदलाव को भी भाप सके, एक उदाहरण से देखे तो thermocouple की संवेदशिलता mV/℃ में दर्शायी जाती है | Sensitivity जीतनी ज्यादा हो उतना ही बेहतर होता है |
  3. Size (आकार) :- ट्रांसड्यूसर का आकार कम होना जरुरी है, साथी साथ उसका shape और volume भी कम होना चाहिए ताकि उसे जिस जगह मापना है उस जगह पर अछे से लगाया जा सके |
  4. Speed of response (प्रतिक्रिया की गति) :- यह ये दर्शाता है की जब quantity में बदलाव होता है तब  ट्रांसड्यूसर कितनी तेजीसे respond करता है | प्रतिक्रिया की गति जीतनी ज्यादा हो सके उतना ही अच्छा होता है |
  5. Repeatability(दोहराने की क्षमता ) :- ट्रांसड्यूसर की यह क्षमता होनी चाहिए कीजब input signal मिले to उसी समय output signal को दे और यह लगातार होता रहे |
  6. Instrumentation (इंस्ट्रुमेन्टेशन्स) :- Transducer के साथ इस्तेमाल होने वाले उपकरणों का output इतना होना चाहिए की transducer अच्छे तरीके से उसे convert कर सके |
  7. High stability and reliability (उच्च स्थिरता और विश्वसनीयता):- मापते समय इसमे कम से कम error याने त्रुटि मिले और इसपे बाहरी तत्वों की वजह से कोई फरक न पड़ सके जैसे की तापमान, कंपन, और दुसरे वतावार्निय बदल |
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Transducer Selection factor ( ट्रांसड्यूसर चयन घटक ) :-

  1. Nature of measurement (माप की प्रकृति )
  2. Cost and availability (मूल्य और उपलब्धता )
  3. Measuring system compatibility ( मापन प्रणाली अनुकूलता )
  4. Loading effect
  5. Environmental considerations ( बाहरी स्तिथि )
  6. Operating range ( ऑपरेटिंग रेंज )
  7. Sensitivity ( संवेदनशीलता )

Types of transducer(ट्रांसड्यूसर के प्रकार ):-

  1. Mechanical and electrical transducers ( मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल )
  2. Active and passive transducer (एक्टिव और पैसिव ट्रांसड्यूसर)
  3. Based on quantity to be measured (किस तरह की मात्रा को मापना है  )
  4. Analog and digital transducer (एनालॉग और डिजिटल)
  5. Primary and secondary transducer (प्राइमरी और सेकेंडरी ट्रांसड्यूसर)
  6. Transducers and invese transducer (ट्रांसड्यूसर और इन्वर्टर ट्रांसड्यूसर)
  7. Based on transduction principle used (ट्रांसडक्षण सिद्धांत पर आधारित )

Relation between temperature and resistance ( तापमान और रेजिस्टेंस के बीच संबंध ) :-

तापमान और रेजिस्टेंस के बिच के relation को हम निचे दिखाए equation से समझ सकते है |
  Rt = R。( 1 + 𝝰₁t + 𝝰₂t² )

जहा पर 𝝰₁ और  𝝰₂ constant है | 

𝝰₁ और  𝝰₂ की मात्रा या वैल्यू अलग अलग धातु के अनुसार बदल जाएगी | Rt resistance है जब तापमान t हो | R。सेंसर का रेजिस्टेंस है रूम याने नार्मल तापमान पर और t याने तापमान में होने वाला बदलाव | 

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Requirement of conductor material used in RTD ( RTD में इस्तेमाल होने वाले कंडक्टिंग मटेरियल की आवश्यकता ) :-

  1. Change in resistance per unit change in temeperature should be large.
  2. इस्तेमाल होने वाले सामग्री का resistivity ज्यादा होनी चाहिए |
  3. सामग्री का positive temperature coefficient होना चाहिए |

Resistance temperature detector ( RTD ) में copper, Nickel, और Platinum का इस्तेमाल जो उस स्थान के लिए बेहतर है उस हिसाब से किया जाता है | gold और silver का इस्तेमाल बोहोत कम किया जाता है क्यू की उनका resistance कम होता है |

इनमे से Platinum का इस्तेमाल बोहोत ज्यादा किया जाता है क्यू की इसकी सटीकता बोहोत अच्छी होती है और reproducibility भी अच्छी है | Platinum RTD का रेजिस्टेंस 10 Ω से लेकर कुछ हजार Ω तक होता है |

निचे दिखाए चित्र में हम अलग अलग material का characteristics जो की resistance thermometer में इस्तेमाल होते है |

Resistance Temperature Detector in hindi | RTD charatcteristics
Resistance Temperature Detector in hindi | RTD in hindi

Construction and Working of RTD ( RTD का निर्माण और कार्य ) :-

निचे दिखाए चित्र में Platinum Resistance Thermometer ( PRT ) का साधारण open-wire कंस्ट्रक्शन  सकते है | इसमें platinum wire spiral याने की कुंडली के आकार में insulating material जैसे की mica और ceramic पर लपेटा होता है |

इस पुरे निर्माण को anneling किया जाता है | इस पुरे निर्माण को फिर प्रोब के आखरी छोर पर लगाया जाता है इसका चित्र भी हम निचे देख सकते है |

Resistance Temperature Detector in hindi | RTD क्या है ?
Resistance Temperature Detector in hindi | RTD in hindi

जिस गैस का या फिर तरल याने liquid का तापमान मापना है उसमे वायर को directly contact में लाया जाता है | यह करते समय यह ध्यान रखना जरुरी है की जिस गैस या तरल का तापमान लेना है वह corrosive (संक्षारक ) फिर conductive (वाहक ) न हो |

जब गैस या फिर liqiud के तापमान में फरक आ जाता है वैसे ही platinum wire के resistance में भी आ जाता है | लगातार ऑपरेशन में सबसे ज्यादा तापमान को 1000° K याने की 727 ℃ तक  है |

बोहोत सारे  इस्तेमाल में platinum resistance wire को एक protective tube में बंद किया जाता है | और यह tube या तो ग्लास याने कांच, quartz, porcelain, या फिर metal की बानी होती है | इसकी वजह से wire को mechanical damage से फिर chemical reaction से बचाता है |

 इसमें जो तापमान की वजह से रेजिस्टेंस में बदलाव होता है उसे मापने के लिए Wheatstone bridge का इस्तेमाल किया जाता है, जिसका चित्र हम निचे देख सकते है |

Resistance Temperature Detector in hindi | RTD क्या है ?
Resistance Temperature Detector in hindi | RTD in hindi

Sensing element कंडक्टिंग मटेरियल से बना होता  है or uska temperature coefficient ज्यादा होता है | इसमें R1, R2, और R5 ज्यादातर constant होते है | जब ब्रिज बैलेंस होता है | याने galvanometer से करंट नहीं गुजरता है, तब resistance ratio निचे देख सकते है |

R1 / R2 = Rѕ / R5 

  वास्तव में अगर देखे तो galvanometer से sensing element एक दूसरे से दूर होते है , इसकी वजह से इसमें R3 और R4 भी जोड़ने पड़ते है |

 R1 / R2 = (R3 + Rѕ + R4) / R5 

इस प्रकार से अगर Rѕ वैल्यू बदल जाती है तो उसकी वजह से ब्रिज बैलेंस नहीं रह पायेगा | galvanometer  deflect होगा और यह deflection तापमान पर निर्भर होगा |

रेजिस्टेंस एलिमेंट को stainless steel या फिर platinum में बंद दिया जाता है इसका चित्र हम निचे देख सकते है | इसका इस्तेमाल बोहोत ज्यादा किया जाता है |

Resistance Temperature Detector in hindi | RTD क्या है ?
Resistance Temperature Detector in hindi | RTD in hindi

इसका इस्तेमाल ज्यादा तर बोहोत ज्यादा गति से इलेक्ट्रिकल conductive और corrrosive liquid को मापने  जाता है | अगर तापमान 80° K से निचे हो तो तुबे को helium इ भरा जाता है ताकि हवा के कंडक्शन से बचा जा सके |

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Advantages of  RTD (RTD के फायदे ) :-

  1. इसकी accuracy याने सटीकता बोहोत अछि होती है |
  2. RTD की reproducibility बोहोत ज्यादा होती है |
  3. इसका इस्तेमाल करके हम छोटे तापमान में बदलाव साथी साथ ज्यादा तापमान में बदलाव को माप  सकते है |
  4. इसमें बोहोत सारे विकल्प उपलब्ध होते है |
  5. इसका response time अच्छा होता है | (dynamic response good )
  6. तापमान प्रतिकरण की जरुरत नहीं होती है |
  7. Indicator, recorder और controler भी संचालित हो सकते है |
  8. Standard रेजिस्टेंस का इस्तेमाल करके circuit के सटीकता को अच्छा करा जा सकता है |
  9. RTD का इस्तेमाल करके हम बोहोत ही सटीक तापमान को sense कर सकते है |
  10. इसका resistive एलिमेंट response टाइम 2 से 10s है |
  11. लम्बे समय तक अछि स्थिरता प्रदान करता है |
  12. रेसिस्टिव एलिमेंट का आकार  छोटा होता है लगभग 6 – 12 mm diameter में और 12 – 75 mm length
  13. Resistive elements को आसानी से लगा सकते है या फिर बदल सकते है |
  14. Resistance Temperature Detector बोहोत सारि रेंज में काम कर सकते है जैसे की – 200 ℃  से लेकर 650 ℃ तक |
  15. Remote indication के लिए रेजिस्टेंस थर्मोमीटर बोहोत अच्छा  होता है |
  16. इसमें error बोहोत कम होता है लगभग 0.25 % |

Disadvantages of  RTD (RTD के नुकसान ) :-

  1. इनका मूल्य ज्यादा होता है |
  2. इनका आकार बड़ा होता है |
  3. इनमे self heating हो सकती है |
  4. इसमें ब्रिज सर्किट और पॉवर सोर्स की जरुरत पड़ती है |
  5. जटिल measurment सर्किट लगता है |
  6. Tip sensitivity अच्छी नहीं होती है |

Applications of RTD ( RTD के उपयोग ) :-

  1. इनका इस्तेमाल वाहनों में किया जाता ताकि वहां के इंजन का तापमान मापा जा सके |
  2. साथी साथ वहां में आयल लेवल सेंसर, एयर इन्टेक temperature sensor |
  3. Communicatoin में और transmission में amplifier और transistor gain stabilizer ते तापमान सेंसर के लिए इस्तेमाल किया जाता है |
  4. RTD का इस्तेमाल कंप्यूटर में, पॉवर electronics में किया जाता है |
  5. जहा पर खाने को हैंडलिंग याने पैकिंग वगेरा साथी साथ स्टोर किया जाता है वह पर RTD का इस्तेमाल किया जाता है |
  6. Military और medical instruments में  साथी साथ aerospace में इस्तेमाल किया जाता है |

Questions and answer related to RTD (RTD से जुड़े प्रश्न उत्तर ) :-

Q. Which material is used in RTD? ( RTD में कोनसे धातु का इस्तेमाल किया जाता है ?) :-
उत्तर:- RTD में Copper, Nickel, और Platinum
Q. In RTD why Nickel is used? (RTD में निकल इस्तेमाल क्यू किया जाता है ?)
उत्तर:- निकल का इस्तेमाल पर्यावर्णीय याने बाहरी तामपान को मापने के लिए किया जाता है |
Q. How many types of RTD are available?  (RTD के कितने प्रकार है ? )
उत्तर:- Thin-film और wire-wound.
Q. Does RTD have polarities? ( क्या RTD में polarities होती है ?)
उत्तर:-  resistior है इसका मतलब polarity-insensitive है, इसका मतलब इसमें पोलेरिटी से कोई फरक नहीं पड़ता है |
Q. Which material is mostly used ? (कोनसे धातु का इस्तेमाल बोहोत ज्यादा किया जाता है ?)
उत्तर:- Platinum.
Q. Who invented RTD? ( RTD का अविष्कार किसने किया है ?)
उत्तर:- Warner van siemens ने 1871 में |
Q. Where is RTD used? ( RTD का इस्तेमाल कहा पर किया जाता है ?)
उत्तर:- वाहनों में ( vehicle ), military, aerospace, medical instruments, पॉवर इलेक्ट्रॉन्स, कंप्यूटर में |
Q. Thermocouple measures ? (थर्मोकोपले क्या मापता है ?)
उत्तर:- तापमान

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