Датчик Pt100 / сенсор Pt1000
Для датчика термометра сопротивления характерно температурно-зависимое электрическое сопротивление. Оно увеличивается с ростом температуры и известно как ПТК (положительный температурный коэффициент).
В соответствии с промышленными требованиями к измерениям в основном используются измерительные резисторы: датчик Pt100 или сенсор Pt1000. Согласно IEC 60751 (DIN EN 60751) определяются точные характеристики таких измерительных резисторов и термометров. Более подробную информацию о характеристиках датчиков смотрите в Технической информации IN 00.17.
Термометры сопротивления с Pt100 и сенсором Pt1000 промышленное исполнение
В промышленном применении термометры сопротивления с датчиком Pt100, сенсором Pt1000 обычно используются как измерительная вставка, которая устанавливается в соединительной головке и подходящем защитном фитинге.
Другое промышленное исполнение термометров сопротивления с датчиком Pt100 и сенсором Pt1000 — это термометр с кабелем. В этом случае соединительный кабель присоединяется напрямую к металлической части термометра.
Термометры сопротивления с Pt100 и Pt1000 применение
Выбор Pt100 или Pt1000 зависит от условий применения. В перерабатывающей отрасли промышленности наиболее часто используются датчики Pt100.
Однако в некоторых случаях предпочтительнее использовать сенсор Pt1000.
Например, благодаря двухпроводному соединению, использование сенсоров Pt1000 имеет преимущество перед датчиками Pt100, поскольку от длины кабеля зависит погрешность измерения. У термометров сопротивления, запитываемых от аккумуляторной батареи, более высокое номинальное сопротивление сенсора Pt1000, что положительно влияет на энергетический баланс прибора. По этой причине аккумуляторы имеют более продолжительный срок службы, что приводит к увеличению интервала между техническим обслуживанием и сокращению расходов на обслуживание. При использовании сенсоров Pt1000 необходимо убедиться в том, что расположенные далее по цепи электронные приборы могут обрабатывать сигналы 
WIKA может поставлять термометры сопротивления любого типа, с датчиком Pt100 или сенсором Pt1000:
Свяжитесь с нами
Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:
КДТС термометры сопротивления
ВЫБРАТЬ И ЗАКАЗАТЬ
ОВЕН КДТС (парные комплектные датчики температуры) предназначены для работы в составе различных приборов и систем учета и контроля тепловой энергии: теплосчетчиках, узлах учета тепла, системах теплоснабжения АСКУТ, АСКУТЭ или АСКУЭ и т.п. Принцип работы узлов и систем учета тепла основан на непрерывном измерении разницы температур в прямом и обратном трубопроводах контролируемого объекта посредством парных комплектных датчиков температуры, подобранных по максимально близким выходным характеристикам, и вычислении потребляемого тепла на основе данных о количестве проходящего через систему теплоносителя.
Комплектные термопреобразователи ОВЕН КДТС измеряют температуру и разность температур в прямом и обратном трубопроводах на входе и выходе объекта методом непосредственного погружения в теплоноситель, неагрессивный по отношению к материалу оболочки их чувствительного элемента.
Преимущества ОВЕН КДТС
- Обладают максимально близкими характеристиками – расхождение не более 0,1 °С.
- Имеют различные варианты исполнения.
- Проходят контроль заводского ОТК и первичную поверку.
- Межповерочный интервал – 4 года, что соответствует среднему межповерочному интервалу большинства теплосчетчиков и узлов учета.
Применение ОВЕН КДТС
Области применения ОВЕН КДТС: ЖКХ – узлы учета, тепловые сети, тепловые пункты жилых, общественных и производственных зданий, а также металлургия, химическая, пищевая, нефтеперерабатывающая и другие отрасли промышленности, где требуется учет и контроль расхода теплоносителя.
Конструктивные исполнения коммутационных головок
Кабельный ввод М16×1,5 | Кабельный ввод М16×1,5 | Кабельный ввод М14×1 |
Диаметр подключаемого кабеля до 8 мм | Диаметр подключаемого кабеля до 8 мм | Диаметр подключаемого кабеля до 8 мм |
Конструктивное исполнение
014 | ХХ4 с кабельным выводом | D = 5 мм | — | сталь 12Х18Н10Т | 40, 45 | |
054 | D = 6 мм S = 22 мм h = 9 мм | М = 16×1,5 мм (стандарт) M = 12×1,5 мм | 60 | |||
105 | ХХ5 с коммутационной головкой | D = 8 мм S = 27 мм В комплекте с гильзой | G1/2 (стандарт) M = 20×1,5 мм | 60, 80, 120, 160, 180, 200 | ||
035 | D = 8 мм S = 22 мм | M = 20×1,5 мм (стандарт) G1/2
| ||||
045 | D = 10 мм S = 22 мм | |||||
145 | D = 6 мм S = 22 мм |
Примечание:
- Датчики 014 и 054 с 2-проводной схемой соединения изготавливаются с длиной кабельного вывода:
- для РТ500 – не более 1,5 м
- для РТ1000 – не более 3 м
- Датчики с классом допуска А и с 2-проводной схемой внутренних соединений проводников – не изготавливаем.
А2 – запрещено ГОСТ 6651—2009 (см. п. 6.2).
А2 – запрещено ГОСТ 6651—2009 (см. п. 6.2).Pt100 M Резистивный термометр сопротивления. Диап. измер. -50 °C до +500 °C. Длина 1,50 м
Pt100 M Резистивный термометр сопротивления. Диап. измер. -50 °C до +500 °C. Длина 1,50 м
Номер для заказа — 03-9040-0017
Преимущества
Быстрое время срабатывания
Простой монтаж гибким кабелем
Возможно применение и при высоких температурах
Описание
Для использования в невзрывоопасных условиях резистивный термометр Pt100 имеется в промышленном исполнении. Изготавливаются различные варианты в зависимости от температуры применения. Для различных диапазонов температуры можно выбрать различные варианты 3-проводной схемы подключения.
Конструкция
Сенсор Pt100 встроен в трубку из нержавеющей стали.
Соединение осуществляется через термостойкий кабель интегрированный в трубку. Имеется три варианта исполнения в зависимости от температуры применения.
Технические характеристики
Чувствительный элемент
трехпроводная схема
Диапазон измерений/Диапазон
температуры окружающей среды
См. таблицу выбораДопустимые погрешности измерения
Класс B согласно EN 60751
Размеры
См. таблицу выбора
Питающий провод
См. таблицу выбора
Вид защиты
См. таблицу выбора
Электрические параметры
Емкость (Силиконовый трубопровод)
≤ 50 pF/m
Индуктивность
(Силиконовый трубопровод)
≤ 2 μH/m
Таблица для подбора
Диап. | Датчик Длина | Соединительный провод | Класс защиты | Размеры | Номер для заказа | ||||
Диаметр | Материал | Длина | Исполнение | температура использования | |||||
-50 °C до +200 °C | 40 мм | 6 мм | нерж. сталь | 1,50 м | Силикон | -50 °C до +200 °C | IP 65 | Рис. | 03-9040-0006 |
-50 °C до +200 °C | 40 мм | 6 мм | нерж. сталь | 5,00 м | Силикон | -50 °C до +200 °C | IP 65 | Рис. 1 | 03-9040-0010 |
-50 °C до +400 °C | 50 мм | 6 мм | нерж. сталь | 1,50 м | Оплетка из нерж стали | -50 °C до +400 °C | IP 40 | Рис. 1 | 03-9040-0016 |
-50 °C до +500 °C | 1000 мм | 3 мм | нерж. сталь | 1,50 м | Силикон | -50 °C до +200 °C | IP 54 | Рис. | 03-9040-0017 |
измер.
2
Термопреобразователь сопротивления платиновый TST41N | Endress+Hauser
Техническое описание
Omnigrad TST40N, TST41N
Модульный термопреобразователь сопротивления платиновый с резьбовым
присоединением к процессу
Техническая Информация (TI)
RTD Thermometer
omnigrad TST41N
Contact thermometer — Fast response
M.
I. cable
Threaded process connection
With TIG welded reinforcing tube
Техническая Информация (TI)
Ключевые особенности термометров Endress+Hauser для нефтегазовой отрасли
Брошюра об отраслевой компетенции (CP)
08/11
Русский
Специальные решения по термометрии для химической и
нефтеперерабатывающей промышленности
Брошюра об отраслевой компетенции (CP)
04/10
Русский
Код продукта: TST41N-
Номер декларации: HE_00517_01.
17
Производитель Спецификация: RoHS
Декларация производителя
Английский
Код продукта: TR15-, TR13-, TR12-, TR11-, TR10-, TMT470L-, TMT162R-, TMT162C-, TMT142R-, TMT142C-, TMR35L-, TMR35-, TMR31L-, TMR31-, TM411-, TM401-, TH56-, TH55-, TH54-, TH53-, TH52-, TH51-, TR24-, TTR35-, TTR31-, TST90-, TST602-, TST487-, TST434-, TST41N-, TST414-, TST410-, TST40N-, TST310-, TST187-, TSM487-, TSM187-, TSC310-, TR88-, TR66-, TR65-, TR63-, TR62-, TR61-, TR25-, Th37-, T55-, T54-, T53-, T15-, T14-, T13-, OTR96-, OTR95-, OTR94-, OTR93-, OTR92-, OTR91-, OTR90-, OTR35-, OTR31-, MLTTS01-, MLTTS00-, GPTL-, DTT35L-, DTT35-, DTT31L-, DTT31-, TAF11-, Th28-, Th27-, Th25-, Th24-, Th23-, Th22-, Th21-, TEC420-, TC88-, TC66-, TC65-, TC63-, TC62-, TC61-, TC15-, TC13-, TC12-, TC10-, TAF16-, TAF12T-, TAF12S-, TAF12D-
Номер декларации: EC_00568_01.
17
Декларация EU
Немецкий , Английский , French
Код продукта: TM412-, TR10-, TR11-, TR12-, TR13-, TR15-, TR24-, TR25-, TR44-, TR45-, TR46-, TR47-, TR48-, TR61-, TR62-, TR63-, TR65-, TR66-, TR88-, TST40N-, TST41N-, TST434-, TM411-, TAF11-, TAF12D-, TAF12S-, TAF12T-, TAF16-, TC10-, TC12-, TC13-, TC15-, TC61-, TC62-, TC63-, TC65-, TC66-, TC88-, TEC420-, TM101-, TM111-, TM121-, TM131-, TM401-, TM402-
Номер декларации: EC_00136_02.
16
Декларация EU
Немецкий , Английский
Код продукта: TR88-, TS111-, TSM187-, TSM487-, TST187-, TST310-, TST40N-, TST410-, TST414-, TST41N-, TST434-, TST487-, TST602-, TR66-, TR65-, TR63-, TR62-, TR61-, TR25-, TR24-, TR15-, TR13-, TR12-, TR11-, TR10-, TPR300-, TPR100-
Регион/Страна: Russia
Сертификационное агентство: Rosstandart
Номер сертификата: IT.
C.32.004.A_66572
Метрология
Русский
51091-12: Pt100 Термопреобразователи сопротивления платиновые
Назначение
Термопреобразователи сопротивления платиновые Pt100 (далее по тексту -термопреобразователи или ТС) предназначены для измерений температуры твердых тел, не агрессивных к материалу защитного чехла ТС.
Описание
Принцип действия ТС основан на зависимости сопротивления тонкопленочного платинового термочувствительного элемента (ЧЭ) от температуры.
Термопреобразователи конструктивно выполнены в виде измерительной вставки, помещенной в защитный металлический чехол из нержавеющей стали, который соединен с защитной алюминиевой головкой.
Измерительная вставка представляет собой тонкостенную, завальцованную с одного конца, металлическую трубку, соединенную с керамической клеммной платформой, конструктивно выполненной для возможности подсоединения измерительного преобразователя. Внутри трубки размещены один ЧЭ с минеральной изоляцией (MgO) проводов.
ТС имеют 4-х проводную схему соединения внутренних проводов с ЧЭ.
Фото общего вида ТС
Технические характеристики
Рабочий диапазон измеряемых температур, °С: ………………………от 0 до плюс 160
Условное обозначение номинальной статической характеристики
преобразования (НСХ) по ГОСТ 6651-2009/МЭК 60571: ………………………………..Pt100
Температурный коэффициент ТС a , °С-1: ………………………………
………..0,00385
Номинальное значение сопротивления ТС при 0 °С (Ro), Ом: ………………………100
Класс допуска:…………………………………………………………………………….B
Допуск, °С: ………………………………………………………………….±(0,3 + 0,005ф
Электрическое сопротивление изоляции при температуре (25±10)°С и
относительной влажности воздуха от 30 до 80 %, МОм, не менее………………………..100
Длина монтажной части ТС, мм: ……………………………………………………….455
Диаметр монтажной части ТС, мм………………………………………………………..6
Масса, г:………………………………………………………………………………….250
Срок службы, лет, не менее:……………………………………………………………..10
Рабочие условия эксплуатации:
— диапазон температур окружающей среды, °С: .
……………..от минус 40 до плюс 85
— относительная влажность, %: ……………………………………………………..до 95
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
— термопреобразователь — 56 шт.;
— формуляр — 56 экз.
Поверка
осуществляется по ГОСТ 8.461-2009 «ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки».
Основные средства поверки:
— термометр цифровой прецизионный DTI-1000, пределы допускаемой абсолютной погрешности: ±0,031 °С в диапазоне температур от минус 50 до плюс 400 °С, ±0,061 °С в диапазоне температур св. плюс 400 до плюс 650 °С;
— термостат жидкостной прецизионный переливного типа модели ТПП-1.1 с диапазоном воспроизводимых температур от минус 30 до плюс 100 °С и нестабильностью поддержания заданной температуры ±(0,004.
0,01) °С;
— измеритель-регулятор температуры многоканальный прецизионный МИТ-8 модели МИТ-8.15М, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности канала измерения температуры: ±(0.001+3*10 -6 *t) °С.
Примечания: при поверке допускается применение других средств измерений и вспомогательного оборудования, удовлетворяющих по точности и техническим характеристикам требованиям ГОСТ 8.461-2009.
Сведения и методиках (методах) измерений приведены в формуляре на ТС.
Нормативные документы, устанавливающие требования к термопреобразователям сопротивления платиновым Pt100
ГОСТ 8.558-93 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
Международный стандарт МЭК 60751 (1995, 07). Промышленные чувствительные элементы термометров сопротивления из платины.
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля.
Общие технические требования и методы испытаний.
ГОСТ 8.461-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки.
Рекомендации к применению
Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта «Дизельная электростанция», находящегося на территории БРП ВНОТ ОАО «Варандейский терминал», пос. Варандей.
Термометр сопротивления ТС- 1388/5/Pt100/-50..+200C/50мм/6/1500мм/КММ СЭ/В/N3
TC-1388Датчик измерения температуры с платиновым чувствительным элементом
Назначение
Термо преобразователи сопротивления TC-1388 (термометры сопротивления) применяются для измерения температуры обогреваемой поверхности, поверхности твердых тел, атмосферы в шкафах и камерах.
Термометры сопротивления ТС серии 1388 выпускаются в вибропрочном исполнении.
Чувствительный элемент выполнен из платины (Pt).
Внешний вид датчика TC-1388
Технические характеристики
| Рекомендуемый диапазон регулирования температур | -50 °С … +200 °С |
|---|---|
| Точность измерения температуры | ±0,5 °C |
| Количество проводников в кабеле подключения | 4 жилы |
| Габаритные размеры датчиков (диаметр датчика) | 4, 5, 6 мм |
| Длины датчиков | 0.3; 1.5; 3; 5; 10; 20 м |
| Степень защиты | IP54 |
| Способ контакта с измеряемой средой | погружаемые |
| Условное давление | 0,4 МПа |
| Средний срок службы | 6 лет |
| Средняя наработка на отказ | 15000 ч |
| Совместимость с регуляторами температуры | PT-400; PT-410; PT-420 |
| Гарантийный срок | 2 года с даты продажи |
Номинальное сопротивление, R0 , Ом
Температурный коэффициент ТС, α, °С1
| Pt100 | 0,00385 |
|---|---|
| 50М | 0,00428 |
Подробности сертификации
Датчик не подлежит обязательной сертификации.
Информация для заказа
(Пример)
- Модификация термо-преобразователей сопротивления.
- Номер конструктивного исполнения.
- Номинальная статическая характеристика (НСХ).
- Диапазон измеряемых температур, °С.
- Длина монтажной части L, мм.
- Диаметр монтажной части (при необходимости).
- Длина кабеля (300, 1500, 3000, 5000, 10 000, 20 000; по умолчанию Lкаб = 1500 мм).
- Тип кабеля (КММСЭ).
- Класс допуска (В).
- Схема подключения (№1, №2, №3, №4, №5).
Датчик PT100: полное руководство покупателя
Для чего используется зонд PT 100?
Датчики Pt100 являются наиболее распространенным типом платиновых термометров сопротивления. Термометры сопротивления чаще всего бывают Pt100, Pt500 или Pt1000. Термин «Pt» относится к тому факту, что датчик изготовлен из платины. 100 означает, что при 0 ° C датчик имеет сопротивление 100 Ом (Ом).
Термометр сопротивления — это разновидность датчика температуры.
Он состоит из элемента, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Распространенные названия термометров сопротивления включают RTD (сокращение от резистивного датчика температуры), RT, Pt100, Pt500, Pt1000.
Элемент Pt100 состоит из катушки с проволокой или осажденной пленки из чистого металла. Сопротивление элемента увеличивается с повышением температуры известным и повторяемым образом. Pt100 демонстрируют превосходную точность в широком диапазоне температур.
— Диапазон температур: от -200 до 700ºC
— Чувствительность: падение напряжения на RTD обеспечивает намного больший выход, чем у термопары.
— Линейность: платиновые и медные RTD дают более линейный отклик, чем термопары или термисторы. Нелинейность резистивных датчиков температуры может быть исправлена путем правильного проектирования сетей резистивных мостов.
Чаще всего используется платина с сопротивлением 100 Ом при 0ºC и температурным коэффициентом (Alpha) 0,00385 Ом / ºC. Также используются другие элементарные материалы: медь, никель и никель.
железо. Элементы платины преобладают из-за их более широкого диапазона, а также потому, что платина является наиболее воспроизводимым и стабильным из всех металлов.
Характеристики датчика PT100
Допуск PT100; (Альфа = 0.003850 при 0ºC)
| КЛАСС Б | ± 0,12; ИЛИ ± 0,30ºC |
| КЛАСС А | ± 0.06; ИЛИ ± 0.15ºC |
| 1/3 B (1/3 DIN) | ± 0,04; ИЛИ ± 0,10ºC |
| 1/10 B (1/10 DIN) | ± 0.012; ИЛИ ± 0.03ºC |
Уравнение линеаризации зонда PT100
Rt = R0 * (1 + A * t + B * t2 + C * (t-100) * t3)
ОУ:
Rt — температурное сопротивление t
R0 — сопротивление при 0 ° C
A = 3,9083 E-3 B = -5,775 E-7 C = -4,183 E-12 (ниже 0 ° C) или C = 0 (выше 0 ° C)
Для датчика PT100 изменение температуры на 1 ° C вызовет изменение сопротивления на 0,384 Ом. Даже небольшая погрешность измерения сопротивления (например, сопротивления проводов, ведущих к датчику) может вызвать большую погрешность измерения температуры.
Для точной работы датчики имеют четыре провода: два для передачи тока обнаружения и два для измерения напряжения на чувствительном элементе. Также можно получить трехпроводные датчики, хотя они работают в предположении (не обязательно верном), что сопротивление каждого из трех проводов одинаково.
Детали подключения / проводки:
Различные типы подключения. Стандартный цветовой код; А белый, В красный.
| Пряжа 2 : Базовое соединение при коротком проводе. Нет компенсационного провода. | 3 провода: Наиболее распространенный из трех соединительных проводов, прибор измеряет сопротивление провода B и выводит его из его измерения. | Пряжа 4 : 4-проводное соединение — наиболее точное измерение. Прибор измеряет сопротивление четырех проводов и рассчитывает его по результатам измерения. | Двойной Pt100 : Двойное 3-проводное соединение RTD с двумя разными чувствительными элементами. |
Датчики RTD не требуют обслуживания, однако рекомендуется проводить плановые проверки калибровки точки замерзания (0 ° C).
Метод определения устойчивости к точке льда (0 ° C)
Подготовить изолированный контейнерглубиной не менее 300 мм и внутренним диаметром 100 мм.
Процедура должна быть следующей:
(а) Наполните изотермический контейнер мелкоизмельченным льдом из дистиллированной воды.
Примечание. Если охлажденная вода из дистиллированной воды недоступна, прозрачной части блока коммерческого льда будет достаточно, при условии, что все поверхности сначала промывают дистиллированной водой.
б) Смешайте лед с дистиллированной водой, предварительно охлажденной мешалкой, затем слейте лишнюю воду. Лед должен быть стеклянным, но открытой воды не должно быть.
c) Подключите термометр к подходящему устройству для измерения сопротивления и отрегулируйте его таким образом, чтобы электрическая мощность, рассеиваемая в элементе, не превышала 1 мВт.
г) Погрузите термометр в лед так, чтобы элемент находился на глубине не менее 150 мм. Убедитесь, что дно термометра находится на расстоянии не менее 30 мм от дна емкости. Примечание. Термометры с длиной стержня менее 150 мм следует погружать на максимально возможную глубину.
д) Когда элемент достигает равновесия со льдом, можно предпринимать действия. Измерения, проводимые с постоянным током, должны производиться с током как в прямом, так и в обратном направлении. Примечание: время, необходимое для достижения равновесия элемента, обычно составляет около 3 минут.
е) Уменьшите глубину погружения элемента на 50 мм или 20% от длины стержня, в зависимости от того, что меньше.
g) Повторите шаг (e). Если изменение показаний превышает одну треть допустимого отклонения, всю процедуру следует повторить со свежим льдом.
точность: Датчики RTD PT100; при 0 ºC = класс B +/- 0,3 ºC, класс A +/- 0,15 ºC, 1/10 DIN = +/- 0,03 ºC
Риск самонагрева Pt100
Ток через датчик вызовет нагрев: например, считывающий ток 1 мА через резистор 100 Ом будет генерировать 100 мкВт тепла. Если чувствительный элемент не может рассеять это тепло, он сообщит об искусственно высокой температуре. Этот эффект можно уменьшить либо путем использования большого чувствительного элемента, либо путем обеспечения его теплового контакта с окружающей средой.
Использование считывающего тока 1 мА даст сигнал всего 100 мВ. Поскольку изменение сопротивления на один градус Цельсия очень мало, даже небольшая ошибка при измерении напряжения на датчике приведет к большой ошибке измерения температуры.
Например, ошибка измерения напряжения 100 мкВ даст ошибку измерения температуры 0,4 ° C. Точно так же ошибка в токе обнаружения в 1 мкА даст погрешность измерения температуры в 0,4 ° C.
Из-за низкого уровня сигнала важно держать кабели подальше от электрических кабелей, двигателей, оборудования и других устройств, которые могут излучать электрические помехи.
Использование экранированного кабеля с заземленным экраном на одном конце может помочь уменьшить помехи. При использовании длинных кабелей необходимо убедиться, что измерительное оборудование способно выдержать сопротивление кабелей.
Более подробная информация о значениях датчиков Pt100 ниже!
датчиков PT100 (платиновые термометры сопротивления или датчики RTD)
Платиновые термометры сопротивления (ПТС) обеспечивают превосходную точность в широком диапазоне температур (от –200 до +850 ° C). Стандартные датчики доступны от многих производителей с различными характеристиками точности и многочисленными вариантами упаковки, подходящими для большинства приложений. В отличие от термопар, нет необходимости использовать специальные кабели для подключения к датчику.
Датчики PT100
Принцип действия заключается в измерении сопротивления платинового элемента. Самый распространенный тип (PT100) имеет сопротивление 100 Ом при 0 ° C и 138,4 Ом при 100 ° C. Также существуют датчики PT1000 с сопротивлением 1000 Ом при 0 ° C.
Связь между температурой и сопротивлением приблизительно линейна в небольшом диапазоне температур: например, если вы предположите, что она линейна в диапазоне от 0 до 100 ° C, ошибка при 50 ° C будет равна 0.4 ° С. Для точного измерения необходимо линеаризовать сопротивление, чтобы получить точную температуру. Самым последним определением взаимосвязи между сопротивлением и температурой является Международный температурный стандарт 90 (ITS-90).
Уравнение линеаризации:
Rt = R0 * (1 + A * t + B * t2 + C * (t-100) * t3)
Где:
Rt — сопротивление при температуре t , R0 — сопротивление при 0 ° C, а
A = 3.9083 E – 3
B = –5,775 E – 7
C = –4,183 E – 12 (ниже 0 ° C) или
C = 0 (выше 0 ° C)
Для датчика PT100 изменение температуры на 1 ° C вызовет изменение сопротивления на 0,384 Ом, поэтому даже небольшая ошибка в измерении сопротивления (например, сопротивления проводов, ведущих к датчику) может вызвать большую ошибку. при измерении температуры. Для точной работы датчики имеют четыре провода: два для измерения тока и два для измерения напряжения на чувствительном элементе.Также возможно получить трехпроводные датчики, хотя они работают на (не обязательно действительном) предположении, что сопротивление каждого из трех проводов одинаково.
2-, 3- и 4-проводные RTD: в чем разница?
Цепи RTD работают, пропуская ток известной величины через датчик RTD и затем измеряя падение напряжения на этом резисторе при заданной температуре. Поскольку каждый элемент Pt100 в цепи, содержащей чувствительный элемент, включая подводящие провода, разъемы и сам измерительный прибор, будет вносить дополнительное сопротивление в схему, важно иметь возможность учитывать нежелательные сопротивления при измерении падения напряжения на Чувствительный элемент RTD.
От того, как сконфигурирована схема, зависит, насколько точно можно рассчитать сопротивление датчика и насколько показания температуры могут быть искажены из-за постороннего сопротивления в цепи. Поскольку подводящий провод, используемый между резистивным элементом и измерительным прибором, сам имеет сопротивление, мы также должны предоставить средства компенсации этой неточности.
Материалы проволоки
При указании материалов для проводов RTD следует позаботиться о том, чтобы выбрать правильные подводящие провода для температуры и окружающей среды, в которых датчик будет находиться в процессе эксплуатации.При выборе выводных проводов в первую очередь учитывается температура, однако физические свойства, такие как сопротивление истиранию и характеристики погружения в воду, также могут быть важны. Три самых популярных конструкции:- Зонды с изоляцией из ПВХ
- работают в диапазоне температур от -40 до 105 ° C, обладают хорошей стойкостью к истиранию и подходят для погружения в воду. Зонды pt100 с изоляцией из PFA
- работают в диапазоне температур от -267 до 260 ° C и обладают отличной стойкостью к истиранию.Они также отлично подходят для погружения в воду.
- Хотя зонды pt100 с изоляцией из стекловолокна обеспечивают более высокий диапазон температур от -73 до 482 ° C, их характеристики при истирании или погружении в воду считаются не такими эффективными.
Устойчивость к температурным преобразованиям
RTD — более линейное устройство, чем термопара, но все же требует подгонки кривой.Уравнение Каллендара-Ван Дюзена использовалось в течение многих лет для аппроксимации кривой RTD:
Где:
R T = Сопротивление при температуре T
R o = сопротивление при T = 0ºC
α = Температурный коэффициент при T = 0ºC ((обычно + 0,00392Ω / Ω / ºC))
δ = 1,49 (типичное значение для платины 0,00392)
β = 0 Т> 0
0. 11 (типичное) T <0
Точные значения коэффициентов α, β и δ определяются путем тестирования RTD при четырех температурах и решения полученных уравнений.Это знакомое уравнение было заменено в 1968 году полиномом 20-го порядка, чтобы обеспечить более точную аппроксимацию кривой. График этого уравнения показывает, что RTD является более линейным устройством, чем термопара.
Конфигурации проводки RTD
Существует три типа конфигураций проводов: 2-проводная, 3-проводная и 4-проводная, которые обычно используются в цепях датчиков RTD. Также возможна двухпроводная конфигурация с компенсационным контуром.2-проводные соединения RTD
Двухпроводная конфигурация RTD является самой простой из схем RTD.В этой последовательной конфигурации одножильный провод соединяет каждый конец элемента RTD с устройством контроля. Поскольку сопротивление, вычисленное для схемы, включает сопротивление в подводящих проводах и разъемах, а также сопротивление в элементе RTD, результат всегда будет содержать некоторую степень погрешности.Круг представляет собой границы элемента сопротивления до точки калибровки. 3- или 4-проводная конфигурация должна быть расширена от точки калибровки, чтобы все неоткалиброванные сопротивления были скомпенсированы.
Сопротивление RE снимается с резистивного элемента и представляет собой значение, которое обеспечивает точное измерение температуры. К сожалению, когда мы измеряем сопротивление, прибор покажет RTOTAL:
Где
RT = R1 + R2 + RE
Это приведет к тому, что показание температуры будет выше, чем фактически измеренное. Многие системы можно откалибровать, чтобы устранить это. Большинство RTD имеют третий провод с сопротивлением R3. Этот провод будет подключен к одной стороне резистивного элемента вместе с выводом 2.
Хотя использование высококачественных измерительных проводов и соединителей может уменьшить эту ошибку, полностью устранить ее невозможно. Провод большего сечения с меньшим сопротивлением минимизирует ошибку. Конфигурация 2-проводного RTD наиболее полезна для датчиков с высоким сопротивлением или в приложениях, где не требуется высокая точность.
3-проводные соединения RTD
Конфигурация 3-проводного RTD является наиболее часто используемой схемой RTD и может использоваться в промышленных процессах и приложениях для мониторинга.В этой конфигурации два провода соединяют чувствительный элемент с контрольным устройством на одной стороне чувствительного элемента, а один соединяет его с другой стороны.Если используются три провода одинакового типа и их длины равны, то R1 = R2 = R3. Измеряя сопротивление на проводах 1, 2 и резистивном элементе, измеряется общее сопротивление системы (R1 + R2 + RE).
Если сопротивление также измеряется через выводы 2 и 3 (R2 + R3), мы получаем сопротивление только выводных проводов, а поскольку сопротивления всех выводных проводов равны, вычитая это значение (R2 + R3) из общей системы сопротивление (R1 + R2 + RE) оставляет нам только RE, и было выполнено точное измерение температуры.
Поскольку это усредненный результат, измерение будет точным только в том случае, если все три соединительных провода имеют одинаковое сопротивление.
Ошибки измерения 3-проводного моста
Если мы знаем V S и V O , мы можем найти R g и затем решить для температуры. Напряжение небаланса V O моста, построенного с R 1 = R 2 , составляет:
Если R g = R 3 , V O = 0 и мост уравновешен.Это можно сделать вручную, но если мы не хотим выполнять балансировку моста вручную, мы можем просто рассчитать для R г через V O .
Это выражение предполагает, что сопротивление проводов равно нулю. Если R g расположен на некотором расстоянии от моста в 3-проводной конфигурации, сопротивление выводов RL появится последовательно с R g и R 3 .
Снова решаем для R г .
Член ошибки будет небольшим, если V o мало, т.е.е., мост близок к равновесию. Эта схема хорошо работает с такими устройствами, как тензодатчики, которые изменяют значение сопротивления всего на несколько процентов, но RTD резко меняет сопротивление в зависимости от температуры. Предположим, что сопротивление RTD составляет 200 Ом, а мост рассчитан на 100 Ом:
Поскольку нам неизвестна стоимость рупий , мы должны использовать уравнение (а), поэтому мы получаем:
Правильный ответ конечно 200 Ом. Это температурная погрешность около 2,5 ° C.
Если вы не можете фактически измерить сопротивление RL или уравновесить мост, базовая 3-проводная методика не является точным методом измерения абсолютной температуры с помощью RTD.Лучше использовать 4-проводную технику.
4-проводные соединения RTD
Эта конфигурация является наиболее сложной и, следовательно, наиболее трудоемкой и дорогой в установке, но она дает наиболее точные результаты.Выходное напряжение моста является косвенным показателем сопротивления RTD. Для моста требуются четыре соединительных провода, внешний источник и три резистора с нулевым температурным коэффициентом. Чтобы не подвергать три резистора завершения моста воздействию той же температуры, что и датчик RTD, RTD отделен от моста парой удлинительных проводов:
Эти удлинительные провода воссоздают проблему, которая была у нас изначально: сопротивление удлинительных проводов влияет на показания температуры.Этот эффект можно минимизировать, используя конфигурацию трехпроводного моста:
В 4-проводной конфигурации RTD два провода соединяют чувствительный элемент с контрольным устройством с обеих сторон чувствительного элемента. Один набор проводов подает ток, используемый для измерения, а другой набор измеряет падение напряжения на резисторе.
При 4-проводной конфигурации прибор пропускает постоянный ток (I) через внешние выводы 1 и 4.
Мост Уитстона создает нелинейную зависимость между изменением сопротивления и изменением выходного напряжения моста.Это усугубляет и без того нелинейную характеристику термостойкости RTD, требуя дополнительного уравнения для преобразования выходного напряжения моста в эквивалентное сопротивление RTD.
Падение напряжения измеряется на внутренних выводах 2 и 3. Таким образом, из V = IR мы узнаем сопротивление только элемента, без какого-либо влияния на сопротивление провода вывода. Это дает преимущество перед 3-проводной конфигурацией только в том случае, если используются разные подводящие провода, а это случается редко.
Эта четырехпроводная перемычка полностью компенсирует все сопротивления проводов и соединителей между ними.Конфигурация 4-проводного термометра сопротивления в основном используется в лабораториях и других местах, где требуется высокая точность.
2-проводная конфигурация с замкнутым контуром Еще одна конфигурация, теперь редко встречающаяся, представляет собой стандартную двухпроводную конфигурацию с замкнутым контуром проводов рядом (Рисунок 5). Это функционирует так же, как и 3-проводная конфигурация, но для этого используется дополнительный провод. Отдельная пара проводов предусмотрена в виде петли для компенсации сопротивления проводов и изменений сопротивления проводов в окружающей среде.
Техническое обучение Техническое обучениетипов RTD, какой из них лучший?
Доступные сегодня резистивные датчики температуры (RTD), как правило, можно разделить на один из двух основных типов RTD, в зависимости от конструкции их термочувствительного элемента.Один тип RTD содержит тонкопленочные элементы, а другой тип RTD содержит элементы с проволочной обмоткой. Каждый тип лучше всего подходит для использования в определенных средах и приложениях.
Изобретение термометра сопротивления стало возможным благодаря открытию того факта, что проводимость металлов предсказуемо снижается с повышением их температуры. Первый в мире термометр сопротивления был собран из изолированного медного провода, батареи и гальванометра в 1860 году. Однако его изобретатель К.У. Сименс вскоре обнаружил, что платиновый элемент дает более точные показания в гораздо более широком диапазоне температур. Платина остается наиболее часто используемым материалом для измерения температуры с помощью чувствительных элементов RTD.
Тонкопленочные РДТ
Тонкопленочные элементы RTD изготавливаются путем нанесения очень тонкого слоя металла (обычно платины) на керамическую подложку. Металлическая пленка вырезается лазером или вытравливается по рисунку электрической цепи, обеспечивающему заданное сопротивление.Затем присоединяются подводящие провода, и на весь элемент наносится тонкое защитное стеклянное покрытие.
Этот тип RTD популярен благодаря своей прочности, надежности и невысокой стоимости. Тонкопленочные элементы более устойчивы к ударам или вибрации, чем другие типы RTD. Их плоский профиль обеспечивает гибкость конструкции, позволяя использовать их во многих различных промышленных системах управления и контрольно-измерительных приборах. Также доступны различные варианты сопротивления, допуска, размера и формы.
ТС с проволочной обмоткой
В РДТ с проволочной обмоткой чувствительный элемент состоит из небольшой катушки из ультратонкой проволоки (обычно из платины). Эта проволочная катушка может быть упакована внутри керамической или стеклянной трубки (наиболее распространенная конструкция), или проволока может быть намотана снаружи на керамический или стеклянный корпус. Чувствительные элементы RTD с проволочной обмоткой можно легко превратить в датчики pt100, установив их внутри металлических трубок или кожухов. Это защищает их от окружающей среды и увеличивает их долговечность.Они также могут быть установлены в специальные корпуса.
RTD с проволочной обмоткой (особенно с внутренней обмоткой) являются наиболее точным типом RTD. Устройства со стеклянным сердечником можно легко погрузить во многие жидкости, а устройства с керамическим сердечником можно использовать для точного измерения чрезвычайно высоких температур. Однако они более дорогие в производстве, чем тонкопленочные, и требуют квалифицированной рабочей силы и современного оборудования для сборки. Кроме того, они более чувствительны к вибрации.
Техническое обучение Техническое обучениеДатчик температуры Pt100 — полезные сведения
Датчики температуры Pt100 — очень распространенные датчики в обрабатывающей промышленности.В этом сообщении блога обсуждается много полезных и практических вещей, которые нужно знать о датчиках Pt100. Здесь есть информация о датчиках RTD и PRT, различных механических конструкциях Pt100, соотношении температуры и сопротивления, температурных коэффициентах, классах точности и многом другом.
Некоторое время назад я писал о термопарах, поэтому я подумал, что пора написать о датчиках температуры RTD, особенно о датчике Pt100, который является очень распространенным датчиком температуры в обрабатывающей промышленности. Этот блог оказался довольно длинным, поскольку в нем есть много полезной информации о датчиках Pt100.Я надеюсь, что он вам понравится и вы чему-то научитесь. Так что давай займемся этим!Оглавление
Поскольку этот пост стал довольно длинным, вот оглавление, которое поможет вам увидеть, что включено:
По терминологии : и «датчик» , и «зонд» слова обычно используются, в этой статье я в основном использую «сенсор».
Также люди пишут «Pt100» и «Pt-100», я буду в основном использовать формат Pt100.(Да, я знаю, что IEC / DIN 60751 использует формат Pt-100, но я так привык к формату Pt100).
Просто дайте мне эту статью в формате pdf! Щелкните ссылку ниже, чтобы загрузить pdf:
В начало ⇑
Датчики RTD
Поскольку Pt100 является датчиком RTD, давайте сначала посмотрим, что такое датчик RTD.
Аббревиатура RTD происходит от « Resistance Temperature Detector». ”Это датчик температуры, в котором сопротивление зависит от температуры; при изменении температуры изменяется сопротивление датчика.Таким образом, измеряя сопротивление датчика, можно использовать датчик RTD для измерения температуры.
Датчики RTD чаще всего изготавливаются из сплавов платины, меди, никеля или различных оксидов металлов.
Наверх ⇑
Датчики PRTПлатина — наиболее распространенный материал для датчиков RTD. Платина имеет надежную, повторяемую и линейную зависимость термостойкости. Датчики RTD, изготовленные из платины, называются PRT , « Платиновый термометр сопротивления». ”Наиболее распространенным платиновым датчиком PRT, используемым в обрабатывающей промышленности, является датчик Pt100 . Число «100» в названии означает, что он имеет сопротивление 100 Ом при температуре 0 ° C (32 ° F). Подробнее об этом позже.
В начало ⇑
Сравнение ПТС и термопарыВ предыдущем сообщении в блоге мы обсуждали термопары. Термопары также используются в качестве датчиков температуры во многих промышленных приложениях. Итак, в чем разница между термопарой и датчиком PRT? Вот краткое сравнение термопар и датчиков PRT:
Термопары :
- Может использоваться для измерения гораздо более высоких температур
- Очень надежный
- Недорогой
- Автономный, не требует внешнего возбуждения
- Не очень точный
- Требуется компенсация холодного спая
- Удлинительные провода должны быть из материала, подходящего для данного типа термопары, и следует обращать внимание на однородность температуры на всех стыках в измерительной цепи
- Неоднородности в проводах могут вызвать непредвиденные ошибки
ПТС :
- Более точны, линейны и стабильны, чем термопары
- Не требует компенсации холодного спая, как это делают термопары
- Удлинители могут быть медными
- Дороже, чем термопары
- Необходимость известный отлично ток нагрузки подходит для типа датчика
- Более хрупкий
Вкратце можно сказать, что термопары более подходят для высокотемпературных приложений и ПТС для приложений, требующих более высокой точности .
Дополнительную информацию о термопарах и компенсации холодного спая можно найти в этом более раннем сообщении в блоге:
Компенсация холодного (эталонного) спая термопары
Вернуться к началу ⇑
Измерение датчика RTD / PRTПоскольку сопротивление датчика RTD изменяется при изменении температуры, совершенно очевидно, что при измерении датчика RTD вам необходимо измерить сопротивление. Вы можете измерить сопротивление в Ом, а затем преобразовать его вручную в измерение температуры в соответствии с таблицей преобразования (или формулой) используемого типа RTD.
В настоящее время чаще всего используется устройство для измерения температуры или калибратор, который автоматически преобразует измеренное сопротивление в показания температуры, когда в устройстве выбран правильный тип RTD (при условии, что он поддерживает используемый тип RTD). Конечно, если в устройстве будет выбран неправильный тип датчика RTD, это приведет к неверным результатам измерения температуры.
Есть разные способы измерения сопротивления. Вы можете использовать 2-, 3- или 4-проводное соединение .Двухпроводное соединение подходит только для измерения с очень низкой точностью (в основном для поиска неисправностей), потому что любое сопротивление провода или сопротивление соединения приведет к ошибке измерения. Любое обычное измерение процесса должно выполняться с использованием 3-х или 4-х проводных измерений.
Например, стандарт IEC 60751 определяет, что любой датчик с точностью выше класса B должен измеряться с помощью 3- или 4-проводного измерения. Подробнее о классах точности позже в этой статье.
Просто не забудьте использовать 3-х или 4-х проводное измерение, и все готово.
Конечно, для некоторых высокоомных термисторов, датчиков Pt1000 или других датчиков с высоким импедансом дополнительная ошибка, вызванная 2-проводным измерением, может быть не слишком значительной.
Дополнительную информацию об измерении сопротивления 2, 3 и 4 проводов можно найти по ссылке ниже в блоге:
Измерение сопротивления; 2-х, 3-х или 4-х проводное соединение — как оно работает и что использовать?
Измерительный ток
Как более подробно объяснено в сообщении блога по ссылке выше, когда устройство измеряет сопротивление, оно посылает небольшой точный ток через резистор, а затем измеряет падение напряжения генерируется над ним.Затем можно рассчитать сопротивление, разделив падение напряжения на ток в соответствии с законом Ома (R = U / I).
Если вас интересует более подробная информация о законе Ома, ознакомьтесь с этим сообщением в блоге:
Закон Ома — что это такое и что о нем должны знать технические специалисты
СамонагревКогда измерительный ток проходит через датчик RTD, это также вызывает небольшой нагрев датчика RTD.Это явление называется самонагревом . Чем выше ток измерения и чем дольше он включен, тем сильнее нагревается датчик. Кроме того, на самонагревание сильно влияет структура датчика и его тепловое сопротивление окружающей среде. Совершенно очевидно, что такой вид самонагрева датчика температуры вызовет небольшую погрешность измерения.
Максимальный измерительный ток обычно составляет 1 мА при измерении датчика Pt100, но может быть и 100 мкА или даже ниже.В соответствии со стандартами (такими как IEC 60751) самонагрев не должен превышать 25% допуска датчика.
Вернуться к началу ⇑
Различные механические конструкции датчиков PRTДатчики PRT, как правило, очень хрупкие инструменты, и, к сожалению, точность почти без исключения обратно пропорциональна механической прочности . Чтобы быть точным термометром, платиновая проволока внутри элемента должна иметь возможность сжиматься и расширяться при изменении температуры как можно более свободно, чтобы избежать деформации и деформации.Недостатком является то, что такой датчик очень чувствителен к механическим ударам и вибрации.
Стандартный платиновый термометр сопротивления (SPRT)Более точные датчики Стандартный платиновый термометр сопротивления (SPRT) — это инструменты для реализации температурной шкалы ITS-90 между фиксированными точками. Они сделаны из очень чистой (α = 3,926 x 10 -3 ° C -1 ) платины, а опора для проволоки сконструирована таким образом, чтобы обеспечить максимально возможное отсутствие деформации проволоки.«Руководство по реализации ITS-90», опубликованное BIPM (Bureau International des Poids et Mesures), определяет критерии, которым должен соответствовать датчик SPRT. Другие датчики не являются и не должны называться SPRT. Существуют датчики в стеклянной, кварцевой и металлической оболочке для различных применений. SPRT чрезвычайно чувствительны к любому виду ускорения, например к минимальным ударам и вибрации, что ограничивает их использование в лабораториях для проведения измерений с высочайшей точностью.
Частично поддерживаемый PRT
Частично поддерживаемый PRT — это компромисс между характеристиками термометра и механической надежностью.Наиболее точные из них часто называются датчиками Secondary Standard или Secondary Reference . Эти датчики могут принимать некоторые конструкции из SPRT, и класс провода может быть таким же или очень близким. Благодаря некоторой проволочной опоре они менее хрупкие, чем SPRT. При осторожном обращении их можно использовать даже в полевых условиях, при этом обеспечивая превосходную стабильность и низкий гистерезис.
Промышленные платиновые термометры сопротивления, IPRTПри увеличении опоры провода увеличивается механическая прочность, но вместе с тем увеличивается и напряжение, связанное с дрейфом и проблемами гистерезиса.Эти датчики называются промышленными платиновыми термометрами сопротивления , IPRTs . Полностью поддерживаемые IPRT имеют еще большую поддержку проводов и механически очень надежны. Проволока полностью залита керамикой или стеклом, что делает ее очень невосприимчивой к вибрации и механическим ударам. Недостатком является гораздо более низкая долговременная стабильность и большой гистерезис, поскольку чувствительная платина связана с подложкой, которая имеет разные характеристики теплового расширения.
ПленкаПленка PRT за последние годы претерпели значительные изменения, и теперь доступны лучшие.Они бывают разных форм для разных приложений. Платиновая фольга напыляется на выбранную подложку, сопротивление элемента часто подгоняется лазером до желаемого значения сопротивления и, в конечном итоге, герметизируется для защиты. В отличие от проволочных элементов, тонкопленочные элементы гораздо удобнее автоматизировать производственный процесс, что часто делает их дешевле, чем проволочные элементы. Преимущества и недостатки обычно те же, что и у полностью опертых проволочных элементов, за исключением того, что пленочные элементы часто имеют очень низкую постоянную времени, что означает, что они очень быстро реагируют на изменения температуры.Как упоминалось ранее, некоторые производители разработали методы, которые лучше сочетают в себе производительность и надежность.
Вернуться к началу ⇑
Другие датчики RTD Другие датчики PlatinumХотя Pt100 является наиболее распространенным платиновым датчиком RTD / PRT, существует несколько других, таких как Pt25, Pt50, Pt200, Pt500 и Pt1000. Основное различие между этими датчиками довольно легко догадаться, это сопротивление при 0 ° C, которое упоминается в названии датчика.Например, датчик Pt1000 имеет сопротивление 1000 Ом при 0 ° C. Температурный коэффициент также важен, поскольку он влияет на сопротивление при других температурах. Если это Pt1000 (385), это означает, что он имеет температурный коэффициент 0,00385 ° C.
Другие датчики RTDХотя платиновые датчики являются наиболее распространенными датчиками RTD, существуют также датчики, изготовленные из других материалов, включая датчики из никеля, никель-железо и медь. Обычные никелевые датчики включают Ni100 и Ni120, никель-железный датчик Ni-Fe 604 Ом и медный датчик Cu10.Каждый из этих материалов имеет свои преимущества в определенных областях применения. Общими недостатками этих материалов являются довольно узкие температурные диапазоны и подверженность коррозии по сравнению с платиной из благородных металлов.
Датчики RTD также могут быть изготовлены из других материалов, таких как золото, серебро, вольфрам, родий-железо или германий. Они превосходны в некоторых приложениях, но очень редко встречаются в обычных промышленных операциях.
Поскольку сопротивление датчика RTD зависит от температуры, мы также можем включить в эту категорию все стандартные датчики PTC (положительный температурный коэффициент) и NTC (отрицательный температурный коэффициент).Примерами являются термисторы и полупроводники, которые используются для измерения температуры. Типы NTC особенно часто используются для измерения температуры.
Слишком длинная статья? Хотите скачать эту статью в формате pdf, чтобы прочитать ее, когда у вас будет больше времени? Щелкните изображение ниже, чтобы загрузить pdf:
Вернуться к началу ⇑
Датчики Pt100 Температурный коэффициентСамым распространенным датчиком RTD в обрабатывающей промышленности является датчик Pt100, сопротивление которого составляет 100 Ом при 0 ° C (32 ° F).
При том же логическом соглашении о присвоении имен датчик Pt200 имеет сопротивление 200 Ом, а Pt1000 — 1000 Ом при 0 ° C (32 ° F).
Сопротивление датчика Pt100 (и других датчиков Pt) при более высоких температурах зависит от версии датчика Pt100, поскольку существует несколько различных версий датчика Pt100, которые имеют немного разные температурные коэффициенты. В глобальном масштабе наиболее распространена версия «385». Если коэффициент не указан, обычно это 385.
Температурный коэффициент (обозначенный греческим символом Alpha => α) датчика Pt100 указывается как разница сопротивлений при 100 ° C и 0 ° C, разделенная на сопротивление при 0 ° C, умноженное на 100 ° C.
Формула довольно проста, но звучит немного сложно при написании, поэтому давайте рассмотрим ее как формулу:
Где:
α = температурный коэффициент
R100 = сопротивление при 100 ° C
R0 = сопротивление при 0 ° C
Давайте посмотрим на пример, чтобы убедиться в этом:
Pt100 имеет сопротивление 100,00 Ом при 0 ° C и 138,51 Ом при 100 ° C. . Температурный коэффициент можно рассчитать по следующей формуле:
Получаем результат 0.003851 / ° С.
Или, как это часто пишут: 3,851 x 10 -3 ° C -1
Часто его называют датчиком Pt100 «385».
Это также температурный коэффициент, указанный в стандарте IEC 60751: 2008.
Температурный коэффициент чувствительного элемента в основном зависит от чистоты платины, используемой для изготовления проволоки. Чем чище платина, тем выше значение альфа. В настоящее время получить очень чистый платиновый материал не проблема.Чтобы производимые датчики соответствовали кривой температуры / сопротивления IEC 60751, чистая платина должна быть легирована подходящими примесями, чтобы снизить значение альфа до 3,851 x 10 -3 ° C -1 .
Значение альфа снижается с тех времен, когда точка плавления (≈0 ° C) и точка кипения (≈100 ° C) воды использовались в качестве контрольных температурных точек, но все еще используется для определения сорта платины. провод. Поскольку точка кипения воды на самом деле является лучшим высотомером, чем эталонная температура, другим способом определения чистоты проволоки является отношение сопротивлений в точке галлия (29.7646 ° C), что является фиксированной точкой на шкале температур ITS-90. Этот коэффициент сопротивления обозначается строчной греческой буквой ρ (ро).
Типичное значение ρ для датчика «385» составляет 1,115817, а для SPRT — 1,11814. На практике старая добрая альфа во многих случаях оказывается наиболее удобной, но можно также объявить о rho.
Зависимость сопротивления Pt100 (385) от температурыНа графике ниже вы можете увидеть, как сопротивление датчика Pt100 (385) зависит от температуры:
При взгляде на из них вы можете видеть, что зависимость сопротивления от температуры датчика Pt100 не является абсолютно линейной, но зависимость несколько «изогнута».”
В таблице ниже показаны числовые значения температуры Pt100 (385) в зависимости от сопротивления в нескольких точках:
Другие датчики Pt100 с другими температурными коэффициентамиБольшинство датчиков были стандартизированы, но во всем мире действуют разные стандарты. То же самое и с датчиками Pt100. Со временем было определено несколько различных стандартов. В большинстве случаев разница в температурном коэффициенте сравнительно небольшая.
В качестве практического примера, стандарты, которые мы внедрили в калибраторы температуры Beamex, взяты из следующих стандартов:
- IEC 60751
- DIN 43760
- ASTM E 1137
- JIS C1604-1989 alpha 3916, JIS C 1604 -1997
- SAMA RC21-4-1966
- GOCT 6651-84, ГОСТ 6651-94
- Minco Таблица 16-9
- Кривая Эдисона № 7
Стандартные датчики Pt100 хороши тем, что каждый датчик должен соответствовать спецификациям, и вы можете просто подключить его к своему измерительному устройству (или калибратору), и он будет измерять собственную температуру так же точно, как и спецификации (датчик + измерительное устройство). определять.Кроме того, используемые в процессе датчики должны быть взаимозаменяемыми без калибровки, по крайней мере, для менее важных измерений. Тем не менее, рекомендуется проверять датчик при известной температуре перед использованием.
В любом случае, поскольку разные стандарты имеют немного разные спецификации для датчика Pt100, важно, чтобы устройство, которое вы используете для измерения вашего датчика Pt100, поддерживало правильный датчик (температурный коэффициент). Например, если ваше измерительное устройство поддерживает только Alpha 385 и вы используете датчик с Alpha 391, в измерениях будет некоторая ошибка.Эта ошибка значительна? В этом случае (385 против 391) ошибка будет примерно 1,5 ° C при 100 ° C. Так что я считаю это важным. Конечно, чем меньше разница температурных коэффициентов, тем меньше будет ошибка.
Итак, убедитесь, что ваше измерительное устройство RTD поддерживает используемый вами датчик Pt100. Чаще всего, если у Pt100 нет индикации температурного коэффициента, это датчик 385.
В качестве практического примера калибратор и коммуникатор Beamex MC6 поддерживает следующие датчики Pt100 (температурный коэффициент в скобках) на основе различных стандартов:
- Pt100 (375)
- Pt100 (385)
- Pt100 (389)
- Pt100 (391)
- Pt100 (3926)
- Pt100 (3923)
Наверх ⇑
Классы точности (допуска) Pt100Датчики Pt100 доступны с различными классами точности.Наиболее распространенными классами точности являются AA, A, B и C , которые определены в стандарте IEC 60751. Стандарты определяют своего рода идеальный датчик Pt100, к которому должны стремиться производители. Если бы можно было построить идеальный датчик, классы допуска не имели бы значения.
Поскольку датчики Pt100 не могут быть отрегулированы для компенсации ошибок, вам следует купить датчик с подходящей точностью для конкретного применения. В некоторых измерительных приборах погрешности датчика можно исправить с помощью определенных коэффициентов, но об этом позже.
Точность различных классов точности (согласно IEC 60751: 2008):
Существуют также так называемые классы точности 1/3 DIN и 1/10 DIN Pt100 в разговорной речи. Они были стандартизированными классами, например, в стандарте DIN 43760: 1980-10, который был отменен в 1987 году, но не определены в более позднем стандарте IEC 60751 или его немецком родственнике DIN EN 60751. Допуски этих датчиков основаны на точности. датчик класса B, но исправленная часть ошибки (0.3 ° C) делится на заданное число (3 или 10). Тем не менее, эти термины — это устоявшаяся фраза, когда мы говорим о Pt100, и мы также будем свободно использовать их здесь. Классы точности этих датчиков следующие:
И, конечно же, производитель датчиков может производить датчики со своими собственными пользовательскими классами точности. Раздел 5.1.4 стандарта IEC 60751 определяет, как должны быть выражены эти специальные классы допусков.
Формулы могут быть трудными для сравнения, в приведенной ниже таблице классы точности рассчитаны при температуре (° C):
Примечательно то, что даже если «1/10 DIN» звучит привлекательно с низким значением 0.Допуск на 03 ° C при 0 ° C, что на самом деле лучше, чем у класса A, только в узком диапазоне -40… + 40 ° C.
На приведенном ниже графике показана разница между этими классами точности:
Наверх ⇑
КоэффициентыКлассы точности обычно используются в промышленных датчиках RTD, но в большинстве случаев точные эталонные датчики PRT (SPRT, вторичные эталоны…), эти классы точности больше не действительны.Эти датчики были сделаны настолько хорошими, насколько это возможно, для этой цели, а не для соответствия какой-либо стандартизированной кривой. Это очень точные датчики с очень хорошей долговременной стабильностью и очень низким гистерезисом, но эти датчики индивидуальны, поэтому у каждого датчика есть несколько разное соотношение температуры / сопротивления. Эти датчики не следует использовать без использования индивидуальных коэффициентов для каждого датчика. Вы даже можете найти общие коэффициенты CvD для SPRT, но это испортит производительность, за которую вы заплатили.Если вы просто подключите вторичный датчик PRT на 100 Ом, такой как Beamex RPRT, к устройству, измеряющему стандартный датчик Pt100, вы можете получить результат, который будет на несколько градусов или, возможно, даже на десять градусов неверен. В некоторых случаях это не обязательно имеет значение, но в других случаях это может быть разница между лекарством и токсином.
Таким образом, эти датчики всегда должны использоваться с правильными коэффициентами.
Как упоминалось ранее, датчики RTD нельзя «настроить» для правильного измерения.Таким образом, необходимо внести поправку в устройство (например, калибратор температуры), которое используется для измерения датчика RTD.
Для определения коэффициентов датчик необходимо сначала очень точно откалибровать. Затем, исходя из результатов калибровки, коэффициенты для желаемого уравнения могут быть адаптированы для представления зависимости характеристического сопротивления датчика от температуры. Использование коэффициентов исправит измерение датчика и сделает его очень точным.Существует несколько различных уравнений и коэффициентов для расчета сопротивления датчика температуре. Это, вероятно, самые распространенные:
Каллендар-ван Дюзен- В конце 19-го, -го, века, Каллендар ввел простое квадратное уравнение, которое описывает поведение платины в зависимости от температуры и сопротивления. Позже ван Дузен выяснил, что нужен дополнительный коэффициент ниже нуля. Оно известно как уравнение Каллендара-ван Дюзена, CvD.Для датчиков alpha 385 он часто примерно такой же, как ITS-90, особенно когда диапазон температур не очень широк. Если в вашем сертификате указаны коэффициенты R 0 , A, B, C, они являются коэффициентами для уравнения CvD стандартной формы IEC 60751. Коэффициент C используется только при температуре ниже 0 ° C, поэтому он может отсутствовать, если датчик не был откалиброван ниже 0 ° C. Коэффициенты также могут быть R 0 , α, δ и β. Они соответствуют исторически используемой форме уравнения CvD, которая используется до сих пор. Несмотря на то, что уравнение по сути является одним и тем же, их письменная форма и коэффициенты различаются.
- ITS-90 — это температурная шкала, а не стандарт. Уравнение Каллендара-ван Дюзена было основой предыдущих шкал 1927, 1948 и 1968 годов, но ITS-90 принес значительно иную математику. Функции ITS-90 должны использоваться при реализации температурной шкалы с использованием SRPT, но также многие PRT с более низким альфа выигрывают от этого по сравнению с CvD, особенно при широком диапазоне температур (сотни градусов). Если в вашем сертификате указаны такие коэффициенты, как RTPW или R (0,01), a4, b4, a7, b7, c7, они являются коэффициентами для функций отклонения ITS-90.В документе ITS-90 не указываются числовые обозначения для коэффициентов или поддиапазонов. Они представлены в Технической записке NIST 1265 «Рекомендации по реализации международной температурной шкалы 1990 года» и широко используются для использования. Количество коэффициентов может меняться, поддиапазоны пронумерованы от 1 до 11.
- RTPW, R (0,01 ° C) или R (273,16 K) — сопротивление датчика в тройной точке воды 0,01 ° C
- a4 и b4 — коэффициенты ниже нуля, также может быть bz и b bz , что означает «ниже нуля», или просто a и b
- a7, b7, c7 являются коэффициентами выше нуля, также могут быть az , b az и c az , что означает «выше» ноль », или a, b и c
- Если ваш датчик является термистором, в сертификате могут быть коэффициенты для уравнения Стейнхарта-Харта.Термисторы очень нелинейны, а уравнение логарифмическое. Уравнение Стейнхарта-Харта широко заменило более раннее бета-уравнение. Обычно это коэффициенты A, B и C, но также может быть коэффициент D или другие, в зависимости от варианта уравнения. Коэффициенты обычно публикуются производителями, но они также могут быть установлены.
Определение коэффициентов датчика
Когда датчик Pt100 отправляется в лабораторию для калибровки и настройки, точки калибровки должны быть выбраны правильно.Всегда требуется точка 0 ° C или 0,01 ° C. Само значение необходимо для подгонки, но обычно точка обледенения (0 ° C) или тройная точка водяной ячейки (0,01 ° C) также используется для контроля стабильности датчика и измеряется несколько раз во время калибровки. Минимальное количество точек калибровки совпадает с количеством коэффициентов, которые должны быть установлены. Например, для подгонки коэффициентов a4 и b4 ITS-90 ниже нуля необходимы по крайней мере две известные отрицательные калибровочные точки для решения двух неизвестных коэффициентов.Если поведение датчика хорошо известно лаборатории, в этом случае может быть достаточно двух точек. Тем не менее рекомендуется измерять больше точек, чем это абсолютно необходимо, потому что сертификат не может определить, как датчик ведет себя между точками калибровки. Например, фитинг CvD для широкого диапазона температур может выглядеть довольно хорошо, если у вас есть только две или три точки калибровки выше нуля, но может существовать систематическая остаточная ошибка в несколько сотых долей градуса между точками калибровки, которую вы не увидите в все.Это также объясняет, почему вы можете обнаружить разные погрешности калибровки для фитингов CvD и ITS-90 для одного и того же датчика и точно таких же точек калибровки. Погрешности измеренных точек ничем не отличаются, но к общей погрешности обычно добавляются остаточные ошибки различных фитингов.
Загрузите бесплатный информационный документ
Загрузите бесплатный информационный документ по датчикам температуры Pt100, щелкнув изображение ниже:
Наверх ⇑
Другие сообщения в блоге, связанные с температурой
Если вы заинтересованы в калибровка температуры и температуры, вы можете также заинтересовать другие сообщения в блоге:
Наверх ⇑
Продукты Beamex для калибровки температуры
Пожалуйста, ознакомьтесь с новым калибратором температуры Beamex MC6-T.Идеальный инструмент, например, для калибровки датчика Pt100 и многого другого. Щелкните изображение ниже, чтобы узнать больше:
Пожалуйста, проверьте, какие другие продукты для калибровки температуры предлагает Beamex, нажав кнопку ниже:
И, наконец, спасибо, Тони!
И, наконец, особая благодарность г-ну Тони Алатало , который является руководителем нашей аккредитованной лаборатории калибровки температуры на заводе Beamex. Тони предоставил большую помощь и подробную информацию для этого сообщения в блоге.
И наконец, подписывайтесь!
Если вам нравятся эти статьи, пожалуйста, подпишитесь на этот блог , указав свой адрес электронной почты в поле «Подписаться» в правом верхнем углу. Вы будете уведомлены по электронной почте, когда появятся новые статьи.
Термометры сопротивления и датчики температуры сопротивления (RTD), PT100
Датчики температуры сопротивления (RTD), также известные как термометры сопротивления, точно измеряют температуру процесса с отличной степенью повторяемости и взаимозаменяемость элементов.RTD состоит из определенных металлических элементов, изменение сопротивления которых зависит от температуры. В эксплуатации небольшой через элемент пропускается ток возбуждения, а затем измеряется напряжение, пропорциональное сопротивлению, которое затем преобразуется в единицы калибровки температуры. Измерительный элемент RTD изготавливается путем наматывания провода (элементы с проволочной обмоткой) или нанесения пленки (тонкопленочные элементы) на керамический или стеклянный сердечник и герметизации элемент внутри керамической или стеклянной капсулы.
Поскольку большинство датчиков температуры сопротивления и термометров сопротивления имеют низкое начальное сопротивление, часто 100 Ом, и небольшое изменение сопротивления на единицу В диапазоне температур сопротивление подводящего провода часто компенсируется трех- или четырехпроводной перемычкой, встроенной в измерительные устройства. Выбрав Благодаря правильным элементам и защитной оболочке термометры сопротивления могут работать в диапазоне температур (от -200 до 600) ° C [от -328 до 1112] ° F.
Pyromation производит датчики температуры сопротивления и термометры сопротивления для многих промышленных применений. От одно- или двухэлементных RTD, PT100s-PT1000 до санитарных Конфигурации CIP, у нас есть подходящий тип RTD для вашей работы. Если то, что вам нужно, отсутствует в нашем каталоге, наши инженеры по продукции разработают измерительное устройство RTD для для вашего конкретного применения, включая сборки датчиков температуры, для которых требуются соединительные головки, защитные гильзы и / или преобразователи.
Пищевая, молочная и фармацевтическая промышленность
Датчики с соединительной головкой
ТС специального назначения
Что такое термометр сопротивления pt100?
Pt100 — это термометры сопротивления.Как видите, это имя уже многое может раскрыть. Термометр сопротивления измеряет температуру с помощью электрического сопротивления. Это означает, что термометр сопротивления pt100 является одним из многих типов датчиков температуры. Датчик температуры, как правило, обеспечивает измерение температуры с помощью электрического сигнала. Он измеряет тепло или температуру на рабочей части машины. Как вы понимаете, когда дело доходит до работающих машин, температура может сильно повышаться. Вот почему так важно отслеживать эти температуры.Это также причина того, почему датчики температуры широко используются в самых разных областях знаний. Датчики температуры бывают разных форм, также называемых моделями. Из этих моделей термометр сопротивления pt100 является одним из самых популярных.
Почему название pt100?
Термометр сопротивления типа Pt100 получил свое название из-за измерительной шкалы, которой он снабжен. Это означает, что сопротивление термометра Pt100 составляет 100 Ом при 0 ° C. Было бы полезно начать с некоторой справочной информации.Как правило, термометры сопротивления измеряют температуру с помощью электрического сопротивления. Термометр сопротивления показывает не температуру, а величину сопротивления в омах, соответствующую температуре. В большинстве отраслей наиболее популярны термометры сопротивления Pt100 или Pt1000. Сопротивление термометра Pt100 составляет 100 Ом для 0 ° C, для Pt1000 это сопротивление составляет 1000 Ом для 0 ° C.
Как работает термометр сопротивления pt100?
Теперь, когда мы немного поговорили о термометрах сопротивления, давайте посмотрим, как работает этот процесс внутри pt100.В центре термометра, такого как pt100, находится измерительный датчик сопротивления. При изменении температуры электрическое сопротивление в этом датчике pt100 увеличивается или уменьшается. Термометры сопротивления Pt100 обычно используются для измерения температур от -200 до 600 ° C.
Типы ПТ100
Есть два типа pt100. Они отличаются друг от друга:
- Сопротивление тонкой пленки pt100 . Этот тип меньше по размеру и обладает высокой вибростойкостью.В настоящее время чаще всего используются тонкопленочные термометры сопротивления. При условии, что они не исключены по температурному диапазону. Этот тип идеально подходит для использования в диапазоне от -50 ° C до 500 ° C.
- Сопротивление намотки проволоки pt100 . Эти термометры сопротивления подходят для диапазона температур от -200 ° C до 600 ° C. Они часто используются в резисторах большой мощности.
Когда используется pt100?
Термометр сопротивления pt100 используется для измерения температуры среды.На нем нет удобочитаемой шкалы, что отличает его от обычного градусника. Кроме того, pt100 не содержит движущихся частей и может считываться на расстоянии. Это позволяет разместить pt100 в труднодоступном и, возможно, даже недоступном для инженеров месте. Сигнал, который посылает датчик pt100, можно использовать для множества различных целей измерения.
Но, наконец, какой pt100 использовать?
Многие факторы влияют на весь процесс, когда речь идет о pt100, как и в случае с большинством измерительных приборов.Вот почему может быть довольно сложно выбрать, какой pt100 использовать в вашем конкретном случае. К счастью для вас, наши специалисты GMS Instruments будут рады вам помочь!
% PDF-1.4 % 335 0 объект > эндобдж xref 335 92 0000000016 00000 н. 0000002820 00000 н. 0000002983 00000 н. 0000003553 00000 п. 0000003692 00000 н. 0000004087 00000 н. 0000004691 00000 н. 0000005252 00000 н. 0000005642 00000 н. 0000005756 00000 н. 0000005868 00000 н. 0000006347 00000 п. 0000006374 00000 п. 0000006641 00000 п. 0000007043 00000 н. 0000007294 00000 н. 0000007900 00000 н. 0000008157 00000 н. 0000008662 00000 н. 0000008922 00000 н. 0000009305 00000 н. 0000010141 00000 п. 0000010814 00000 п. 0000011495 00000 п. 0000012214 00000 п. 0000012677 00000 п. 0000013238 00000 п. 0000013370 00000 п. 0000013397 00000 п. 0000013824 00000 п. 0000014466 00000 п. 0000015162 00000 п. 0000015232 00000 п. 0000015313 00000 п. 0000028348 00000 п. 0000041316 00000 п. 0000041591 00000 п. 0000062975 00000 п. 0000063344 00000 п. 0000063414 00000 п. 0000077441 00000 п. 0000077522 00000 п. 0000088781 00000 п. 0000099412 00000 н. 0000099677 00000 н. 0000099996 00000 н. 0000136344 00000 п. 0000142968 00000 н. 0000143083 00000 н. 0000143197 00000 н. 0000143226 00000 н. 0000143301 00000 н. 0000143631 00000 н. 0000148778 00000 н. 0000445911 00000 п. 0000446409 00000 н. 0000446714 00000 н. 00004
00000 н. 0000491554 00000 н. 0000492302 00000 н. 0000492353 00000 п. 0000520305 00000 н. 0000524195 00000 н. 0000524613 00000 н. 0000524976 00000 н. 0000533193 00000 п. 0000562134 00000 н. 0000569885 00000 н. 0000591050 00000 н. 0000595890 00000 н. 0000618739 00000 н. 0000626633 00000 н. 0000649657 00000 н. 0000657408 00000 н. 0000685504 00000 н. 0000693254 00000 н.