Teplotní senzor PT100 Jedná se o jedno z nejpoužívanějších zařízení pro měření teploty v průmyslu. Určitě jste se v nějakém průmyslovém nebo technickém kontextu setkali s tímto pojmem a zajímalo vás, co dělá, jak funguje a čím je tak výjimečný.
V tomto článku odpovíme na všechny tyto otázky, rozebereme jeho fungování, funkce, výhody a některé podrobnosti o instalaci, které byste měli vědět. I když to zní jako specifické technické zařízení, jeho význam nelze podceňovat, protože je klíčový v aplikacích, kde přesnost a spolehlivost při měření teploty jsou kritické.
Co je senzor PT100 a princip jeho činnosti?
El snímač PT100 Jedná se o odporový snímač, což znamená, že měří teplotu na základě změn elektrického odporu. Číslo '100' v jeho názvu znamená, že má odpor 100 ohmů při teplotě 0°C. Jeho fungování je založeno na použití prvku Platina, protože platina má stabilní vztah mezi teplotou a odporem. Díky tomu je ideální pro přesné měření teplot.
Základní princip činnosti PT100 je následující: při změně teploty se mění i odpor snímače. Tuto změnu odporu lze přesně měřit a korelovat s přesnou teplotou.
Vztah mezi teplotou a odporem
L Senzory PT100 Jsou považovány za vysoce přesné díky jejich spolehlivému vztahu mezi odporem a teplotou. S rostoucí teplotou roste i odpor čidla. Je však důležité zmínit, že nárůst odolnosti Není úplně lineární. To znamená, že neudržuje stejný podíl ve všech teplotách, ale zůstává předvídatelný, a proto vypočítatelný.
Konstrukce a klasifikace snímačů PT100
Snímače PT100 se liší svými vlastnostmi konstrukce. Většina z nich je zapouzdřena v nerezové trubce nebo jiném robustním materiálu, který je chrání před drsným průmyslovým prostředím. Na jednom konci senzoru je detekční prvek (platinový rezistor), na druhém konci jsou elektrické spoje, které umožňují jeho instalaci do řídicích nebo měřicích systémů. Něco, co byste měli mít na paměti, je, že v závislosti na typu konstrukce se může citlivost a životnost senzorů výrazně lišit.
Běžná klasifikace PT100 je založena na počtu kabelů, které používají k měření:
- PT100 se dvěma vodiči: Toto je nejjednodušší způsob připojení, ale také nejméně přesný, protože odpory kabelů nelze správně kompenzovat.
- PT100 se třemi vodiči: nejběžnější, umožňuje dobrou kompenzaci odporu vedení, pokud mají kabely stejný odpor.
- PT100 se čtyřmi vodiči: Používá se hlavně v laboratořích, protože je to nejpřesnější metoda. Umožňuje úplnou kompenzaci odporu vedení, i když mají kabely různé odpory.
Normy a přesnost snímačů PT100
Je nezbytné zdůraznit, že snímače PT100 jsou regulovány podle mezinárodních norem, což zaručuje jeho důslednost a přesnost na globální úrovni. Nejpoužívanější normou je norma DIN IEC 60751, která definuje elektrické charakteristiky a dovolené odchylky pro snímače PT100. Tato norma zajišťuje, že snímače mají odpor 100 ohmů při 0 °C a stanoví toleranční meze pro různé třídy snímačů.
Jsou různé třídy přesnosti pro snímače PT100. Nejvyšší je třída AA, následuje třída A a třída B. Obecně platí, že čím vyšší třída přesnosti, tím lepší je schopnost snímače poskytovat přesná měření.
Výhody snímače PT100 oproti jiným typům snímačů
Senzory PT100 nabízejí několik výhod ve srovnání s jinými zařízeními pro měření teploty, jako jsou termočlánky. Mezi ty nejpozoruhodnější patří:
- Vysoká přesnost: PT100 může poskytovat přesné údaje s minimálním posunem, což je zásadní v kritických průmyslových aplikacích.
- Dlouhodobá stabilita: Na rozdíl od termočlánků, které se mohou časem opotřebovat a poskytovat nesprávné údaje, si PT100 zachovávají svou přesnost déle.
- Schopnost měřit nízké teploty: Jsou schopny měřit velmi nízké teploty s velkou přesností, což je činí ideálními pro průmyslové chladicí aplikace.
- Nedochází k postupné degradaci: Namísto pomalé degradace a poskytování nesprávných dat, jako jsou termočlánky, se PT100 obvykle úplně porouchají a přestanou fungovat, což usnadňuje detekci chyb.
Montáž a instalace snímače PT100
Správná montáž snímače PT100 je stejně důležitá jako výběr správného modelu. A nesprávná montáž může vést k chybným odečtům, které by mohly ohrozit nejen přesnost systému, ale také bezpečnost celé operace.
Snímač lze namontovat několika způsoby, nejběžnějším je zapouzdření do pouzdra z nerezové oceli, které jej chrání před vnějšími vlivy, jako je vlhkost nebo prach. V některých průmyslových systémech je snímač PT100 namontován s připojovací hlavicí pro ochranu elektrických spojů před okolním prostředím.
Důležité je také umístění senzoru. Pokud je umístěn na místě s neustálými vibracemi, jeho životnost se pravděpodobně zkrátí. drasticky snížena. Proto se vždy doporučuje konzultovat konečné umístění snímače s technikem.
Bezpečnostní opatření a údržba PT100
Jako každé měřicí zařízení, i snímače PT100 vyžadují řádnou údržbu, aby byla zajištěna správná funkce po celou dobu jejich životnosti. Zde jsou některé z nejdůležitějších bodů, které je třeba mít na paměti:
- Vyhněte se instalaci senzorů ve vlhkém prostředí: Vlhkost může způsobit únik proudu mezi vodiči, což ovlivní naměřené hodnoty teploty.
- Ochrana proti korozi: V agresivním průmyslovém prostředí je zásadní chránit snímač i kabely před korozivními materiály.
- Minimalizujte vibrace: V prostředí se stálými vibracemi je vhodné snímač namontovat do konstrukce, která snižuje jeho vystavení otřesům a otřesům.
Typy snímačů PT100
Na trhu je několik typů senzorů PT100 v závislosti na potřebách aplikace. Nejpoužívanější modely jsou:
- Průmysl: Zapouzdřené v pláštích z nerezové oceli se používají především v průmyslových aplikacích, kde je vyžadována odolnost.
- Laboratoř: Vyvinuté speciálně pro aplikace, kde je prioritou přesnost, jako jsou kalibrační laboratoře.
- Tenký film: Tyto senzory jsou ekonomičtější, protože jejich platinový prvek je v tenké vrstvě na substrátu.
Teplotní koeficienty a vzorec PT100
Teplotní koeficient snímače PT100 definuje, jak se jeho odpor mění s teplotou. Obecně je nejběžnější koeficient 385, což znamená, že snímač má odpor 138,51 ohmů při 100°C.
Vztah mezi teplotou a odporem PT100 lze vypočítat pomocí Callendar-Van Dusenova vzorce. Tento vzorec bere v úvahu další faktory, když teploty klesnou pod 0 °C, což umožňuje získat velmi přesný výpočet teploty z naměřeného odporu.
Časté chyby při používání PT100
Přestože jsou snímače PT100 přesné a spolehlivé, mohou se objevit určité chyby, pokud nejsou nainstalovány nebo používány správně. Jednou z nejčastějších chyb je ztráta signálu na dlouhých kabelech. Od určité délky mohou kabely spojující senzor s měřicím systémem přidat další odpor, který změní měření teploty. V těchto případech se doporučuje použít tří nebo čtyřvodičové spojovací systémy pro kompenzaci tohoto přidaného odporu.
Další běžná chyba se vyskytuje v důsledku Humedad ve spojeních. Jak jsme uvedli výše, vlhkost může generovat malé svodové proudy mezi dráty, což má za následek nesprávné odečty.
PT100 Hlavní aplikace
Nakonec je klíčové pochopit, ve kterých sektorech jsou tyto senzory nejběžnější. The PT100 Nacházejí uplatnění v mnoha průmyslových a vědeckých odvětvích:
- Potravinářský průmysl: kde je přesnost měření teploty zásadní pro zajištění kvality a bezpečnosti potravin.
- medicína: Používá se v laboratorních inkubátorech a dalších lékařských zařízeních, kde je potřeba přesné řízení teploty.
- Letecký průmysl: používá se při monitorování kritických systémů, kde je zásadní přesnost a spolehlivost.
Senzor PT100 je nezbytnou součástí v celé řadě průmyslových a vědeckých odvětví, která vyžadují vysokou přesnost měření teploty. Díky své odolnosti, přesnosti a stabilitě je nejlepší volbou pro aplikace, kde mohou mít velké důsledky změny teploty.