Badania efektu samonagrzewania czujników termorezystancyjnych w pomiarach przepływu

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_261/13

send Anna Szlachta *, Eligiusz Pawłowski **, Przemysław Otomański *** * Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych ** Politechnika Lubelska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Automatyki i Metrologii *** Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej

Download Article

Streszczenie

W artykule zaprezentowano eksperymentalną metodę wyznaczania rezystancji termicznej przemysłowych czujników termorezystancyjnych w ruchomym medium. Proponowana metoda pozwala na dobór prądu pomiarowego, który utrzymuje błąd pomiaru temperatury na akceptowalnym poziomie. Jednocześnie umożliwia określenie prędkości przepływu medium otaczającego czujnik.

Słowa kluczowe

efekt samonagrzewania, IPRT, pomiar przepływu, przemysłowe czujniki termorezystancyjne, termoanemometr

Investigation of the Self-Heating Effect in Thermoresistive Sensors for Flow Measurements

Abstract

This article presents an experimental method to determine the thermal resistance of industrial thermoresistive sensors in a moving medium. On the one hand, the proposed method allows the selection of a measuring current that keeps the temperature measurement error at an acceptable level. On the other hand, it enables the determination of the flow velocity of the surrounding medium.

Keywords

flow measurement, industrial resistance temperature thermometer, IPRT, self-heating effect, thermoanemometer

Bibliography

  1. Pokhodun A.I., Mendeleyev D.I., Fellmuth B., Pearce J.V., Rusby R.L., Steur P.P., Tamura O., Tew W.L., White D.R., Guide to the Realization of the ITS-90, Platinum Resistance Thermometry, International Committee for Weights and Measures (CIPM), 2021, [www.bipm.org/documents/20126/41773843/Guide_ITS 90_5_SPRT_2021.pdf].
  2. Pearce J.V., Rusby R.L., Yamazawa K., Rudtsch S., Iacomini L., Lopardo G., White D.R., Tew W.L., Guide on Secondary Thermometry, Industrial Platinum Resistance Thermom eters, International Committee for Weights and Measures (CIPM), 2021, [www.bipm.org/documents/20126/41773843/BIPM_ CCT_Guide_to_IPRTs.pdf].
  3. Bedford R.E., Bonnier G., Maas H., Pavese F., Guide to Secondary Thermometry, Techniques for Approximating the International Temperature Scale of 1990, International Committee for Weights and Measures (CIPM), 2021, [www.bipm.org/documents/20126/41773843/ITS-90_ Techniques_Approx_signets+WITH+HIGHLIGHT.pdf].
  4. Brückner J., Measuring Resistors and Their .Repre sentation in IEC and ASTM (Comparing Apples and Oranges?), “Special Hannover Messe”, cpp 2-2017, 14–16.
  5. Li J., Pei H., Kochan O., Wang C., Kochan R., Ivanyshyn A., Method for Correcting Error Due to Self-Heating of Resis tance Temperature Detectors Suitable for Metrology in Industry 4.0, “Sensors”, Vol. 24, No. 24, 2024, DOI: 10.3390/s24247991.
  6. Sestan D., Zvizdic D., Grgec-Bermanec L., Experimental Method for Determination of Self-Heating at the Point of Measurement. “International Journal of Thermophysics”, Vol. 38, 2017, DOI: 10.1007/s10765-017-2268-9.
  7. Gawędzki W., Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycz nych, Wydawnictwa AGH, 2010.
  8. Ahrens R., Schlote-Holubek K., A micro flow sensor from a polymer for gases and liquids, “Journal of Micromechan ics and Microengineering”, Vol. 19, No. 7, 2009, DOI: 10.1088/0960-1317/19/7/074006.
  9. Dillner U., Kessler E., Poser S., Baier V., Müller J., Low power consumption thermal gas-flow sensor based on thermopiles or highly effective thermoelectric materials, “Sensors and Actuators A: Physical”, Vol. 60, No. 1-3, 1997, 1–4, DOI: 10.1016/S0924-4247(96)01409-4.
  10. Talić A., Ćerimović S., Beigelbeck R., Kohl F., Jachimowicz A., Keplinger F., Novel Thermal Flow Sensors Based on a Wheatstone Bridge Read-out, “Procedia Chemistry”, Vol. 1, 2009, 136–139, DOI: 10.1016/j.proche.2009.07.034.
  11. Adamec R.J., Thiel D.V., Self Heated Thermo-Resistive Element Hot Wire Anemometer, “IEEE Sensors Journal”, Vol. 10, No. 4, 2010, 847–848, DOI: 10.1109/JSEN.2009.2035518.
  12. Otomański P., Pawłowski E., Szlachta A., In Situ Evalua tion of the Self-Heating Effect in Resistance Temperature Sensors, “Sensors”, Vol. 25, No. 11, 2025, DOI: 10.3390/s25113374
  13. Pawłowski E., Badania in situ rezystancji termicznej rezy stancyjnych czujników temperatury, Przegląd Elektrotech niczny, Vol. 100, No. 12, 2024, 260–263, DOI: 10.15199/48.2024.12.56.
  14. Pawłowski E., Szlachta A., Otomański P., The Influence of Noise Level on the Value of Uncertainty in a Measure ment System Containing an Analog-to-Digital Converter, “Energies”, Vol. 16, No. 3, 2023, DOI: 10.3390/en16031060.