Czujnik temperatury Pt100 to powszechnie stosowany w różnego rodzaju pomiarach i kontroli typ czujników temperatury. Sam sensor Pt100 stanowi element pomiarowy właściwego czujnika temperatury, na który obok rezystora składają się standardowo przewody łączeniowe (przewód odprowadzający i odprowadzający) i zewnętrzne zaciski służące do przyłączania elektrycznych przyrządów pomiarowych oraz elementy zewnętrzne takie jak osłona, głowica przyłączeniowa czy kabel podłączeniowy. W przemyśle najczęściej używany jest czujnik temperatury Pt100. Pośród wszystkich przemysłowych pomiarów temperatury, ponad 70% obsługiwanych jest właśnie przez rezystancyjne czujniki temperatury zbudowane na bazie sensora Pt100. Dlaczego? Przede wszystkim ze względu na ich szeroki zakres pomiarowy, liniowość charakterystyki pomiarowej, trwałość, dokładność i wreszcie łatwość ich podłączenia.
RTD stands for the term "Resistant Temperature Detector" and refers to a temperature sensor that makes use of the interaction of ohmic resistance and temperature. Therefore, the sensor is also referred to as a resistance thermometer. Depending on the application, RTDs are available with different resistance elements.
Platinum chip temperature sensors are generally used in RTDs. From the user's point of view, platinum offers the great advantage of being very stable over the long term. A Pt100 sensor is usually used. The designation "Pt" stands for platinum and the number "100" for 100 Ω base resistance at 0 °C. The resistance of the Pt100 increases by about 0.38 Ω per Kelvin temperature increase. Pt1000 temperature sensors are also used in industrial applications. Here, the electrical characteristics are ten times greater (base resistance 1000 Ω and temperature coefficient about 3.8 Ω/ Kelvin).
Pt100 sensor as part of a resistance thermometer
A change in temperature has a direct effect on the electrical resistance of a metallic conductor and thus enables conclusions to be drawn about the temperature. The temperature coefficient or temperature coefficient of the platinum sensors (approx. 0.38 %/Kelvin) is based on the physical properties of platinum; the basic resistances result from specifications. The characteristic curve is fixed in the standard DIN EN 60751, so that the application of the RTDs is relatively simple. The RTD is connected to an evaluation unit and the field device determines the ohmic resistance. Usually, linearizations such as Pt100 and Pt1000 are available in the field devices, after which the device determines the sensor temperature from the ohmic resistance. For more information on the design and function of resistance thermometers, watch the video.
Rezystancyjne czujniki temperatury działają na podstawie zmiany oporu elektrycznego metalu wraz ze zmianą temperatury. Dzięki pomiarowi tych zmian, możliwe jest ustalenie wartości temperatury.
Czujnik temperatury Pt100 to powszechnie stosowany w różnego rodzaju pomiarach i kontroli typ czujników temperatury. Sam sensor platynowy Pt100 stanowi element pomiarowy właściwego czujnika temperatury, na który obok rezystora składają się standardowo przewody łączeniowe (przewód doprowadzający i odprowadzający) i zewnętrzne zaciski służące do przyłączania elektrycznych przyrządów pomiarowych oraz elementy zewnętrzne takie jak osłona, głowica przyłączeniowa czy kabel podłączeniowy. W przemyśle najczęściej używany jest czujnik temperatury Pt100.
Pośród wszystkich przemysłowych pomiarów temperatury, ponad 70% obsługiwanych jest właśnie przez rezystancyjne czujniki temperatury Pt100. Dlaczego te czujniki temperatury użytkowane są tak powszechnie? Przede wszystkim ze względu na ich szeroki zakres pomiarowy, liniowość charakterystyki pomiarowej, trwałość, dokładność i wreszcie łatwość ich podłączenia.
Mimo, że nazwa Pt100 odnosi się znaczeniowo do samego sensora temperatury , określenie to w połączeniu z terminem czujnik, często stosowane jest właśnie jako synonim rezystancyjnego czujnika temperatury. Inne, zwyczajowo przyjęte określenia dla rezystancyjnych czujników temperatury to m.in. czujnik RTD (od ang.: Resistance Temperature Device), termometr rezystancyjny (termometr przemysłowy), czujnik rezystancyjny, rezystancyjny czujnik temperatury, termometr Pt100 lub termometr oporowy.
Czujnik temperatury pt100 jest wykorzystywany do pomiaru temperatury:
cieczy
gazów
elementów maszyn
instalacji przemysłowych
urządzeń
Rozróżniamy takie rodzaje czujników temperatury, jak:
czujniki zintegrowane
zdalne czujniki temperatury
czujniki półprzewodnikowe
termopary (czujniki termoelektryczne)
czujniki termorezystancyjne
Poszukujesz oporowych czujników temperatury w wykonaniu Pt100? Świetnie! Mamy dla Ciebie wyjątkową ofertę różnego rodzaju i przeznaczenia rezystancyjnych czujników temperatury. Sygnowane logo JUMO czujniki temperatury Pt100 od wielu lat z powodzeniem stosowane są w niemal wszystkich branżach przemysłu. Dzieje się tak głównie ze względu na wszechstronność i szeroki zakres możliwości wykonania wysoce specyfikowanych wersji naszych czujników temperatury RTD jak i dzięki naszym niezawodnym standardowym wersjom termometrów oporowych dostępnych w różnych wariantach jak np.: czujniki wkręcane, wtykane czy czujniki rezystancyjne z kablem przyłączeniowym.
Potrzebujesz samych platynowych sensorów temperatury Pt100? Dobrze trafiłeś! Platynowe czujniki temperatury Pt100 JUMO produkowane są w najnowocześniejszej technologii cienkowarstwowej. Gwarantuje to doskonałą dokładność i długoterminową stabilność pomiarową naszych sensorów. To co wyróżnia platynowe czujniki temperatury JUMO to szeroki zakres temperatury (od -70°C do 600°C), dostępność wielu różnych modeli oraz różnych wartości rezystancyjnych.
Structure of an RTD: 1 = sensor, 2 = inner line, 3 = connection line
The connection head contains a connection socket for attaching the connection cable. The thermometer is fixed by a flange. Thermometers of this type allow measurement of up to 600 °C and are frequently used in furnace construction.
Screw-in thermometers allow the pressure-tight termination of the process. In the case of thermometers with connecting cable, the maximum temperature is limited by the cable. Maximum temperatures of about 400 °C can be measured.
Surface probes have the advantage that they do not require a process connection. They measure the temperature of a surface and thus allow conclusions to be drawn about the medium temperature in a pipe system or tank. However, precision measurements are not possible with them.
Insertion thermometer with connection head
Screw-in thermometer with connection cable
Contact sensor
In order to allow easy mounting/dismounting of screw-in thermometers, it is often useful to obtain them with a connector plug. The connection systems shown below are frequently used.
Machine connector M12 × 1 4-pole according to IEC 60947-5-2
Connector according to DIN EN 175301
Zasada działania czujników rezystancyjnych opiera się na związku pomiędzy temperaturą materiału, a jego oporem właściwym – zmiana temperatury skutkuje zmianą oporu właściwego. W czujnikach rezystancyjnych typu Pt, w których sensor jest wykonany z platyny, wzrost temperatury powoduje wzrost oporu właściwego sensora.
W związku z tym, jeśli jesteśmy w stanie zmierzyć zmianę oporu, możemy również stwierdzić, o ile wzrosła temperatura. W przypadku platyny jest to o tyle łatwiejsze, że zależność pomiędzy oporem a temperaturą jest liniowa. Przez to ryzyko wystąpienia trudnych do przewidzenia anomalii pomiarowych jest minimalne.
Wartość rezystancji zgodnie z normą europejską: RPt100 = 100 + 0,385 055 x T. Dodatni współczynnik temperatury Pt100 to 0,385 055 Ω/K. Alternatywne ujęcie: RPt100 = (100 + 0,390 802 x T - 0000 058 0195 x T2).
Standardowo, drut platynowy nawinięty jest na rdzeń z izolowanej ceramiki. Tak przygotowany element wsuwany jest do rurki wykonanej z tego samego materiału. Stosowane są również formy posiadające szklany trzpień, na którym owijany jest drut, które następnie podgrzewa się na tyle, aby drut wtopił się w szkło.
W zależności od zastosowania, element pomiarowy umieszczony jest w metalowej lub szklanej kopercie. Koperta ta musi charakteryzować się wytrzymałością wobec obciążeń mechanicznych na jakie czujniki temperatury standardowo narażone są w aplikacjach przemysłowych. Obecnie stosuje się również inne formy konstrukcyjne, jak np. platyna osadzona na płytce ze szkła lub ceramiki albo wersje SMD. Termometry oporowe są konstruowane w różnych formach, dzięki czemu niejednokrotnie oferują większą stabilność, dokładność i powtarzalność niż termopary (czujniki termoelektryczne).
Pomiar temperatury za pomocą czujnika rezystancyjnego wykonywany jest pośrednio. Wykorzystuje się opór materiału, z którego został wykonany sensor. Temperatura otoczenia określana jest za pomocą pomiaru rezystencji, jaką wykazuje opornik (rezystor). Najczęściej stosuje się sensory z platyny, choć używane są także niklowe lub półprzewodnikowe. Termometr oporowy platynowy jest najczęściej używany, ze względu na to, że jest odporny na korozję oraz jego temperatura topnienia jest wysoka.
W naszej ofercie znajdziesz też m.in.:
czujniki temperatury do pomiarów obszarów zagrożonych wybuchem JUMO processTEMP
czujniki wysokotemperaturowe
W przypadku oporowych czujników temperatury np. Pt100 z kablem podłączeniowym, na dokładność pomiaru znaczy wpływ ma długość kabla podłączeniowego oraz temperatura, w której kabel się znajduje. Każdy kabel podłączeniowy ma swoją rezystancję, która w rezultacie dodaje się do wartości pomiarowej sensora temperatury powodując odchylenie od wartości rzeczywistej. Z tego też powodu w celu kompensacji rezystancji przewodów podłączeniowych stosuje się różne systemy połączeń kabla z sensorem.
Field device with two-wire connection
With the three-wire connection, an additional wire connects the resistance sensor to the evaluation unit. The evaluation unit measures the voltage drop at the resistance sensor and the connecting leads (UM). With the help of the third conductor, the evaluation unit further determines the voltage drop at one conductor (UL½ ). The double amount of this voltage is subtracted from UM and thus the voltage drop at the resistance sensor is determined. If all wires have the same resistance, no error results from the line resistances and the resistance of the sensor is determined without error. The three-wire connection is sufficient for most applications.
Field device with three-wire connection
The fourth wire is used to determine the exact voltage at the resistance sensor in the four-wire connection.
Field device with four-wire connection
In this way, the resistance value is always determined accurately - even if the wire or terminal resistances are different. It is used for high accuracy requirements such as in reference or resistance thermometers in the laboratory field.
W celu zminimalizowania wpływu rezystancji kabli podłączeniowych na pomiar temperatury stosowane jest połączenie 3-przewodowe, zamiast połączenia 2-przewodowego, gdzie do jednej z nóżek sensora pomiarowego podłączony jest dodatkowy przewód.
W rezultacie otrzymujemy 2 obwody pomiarowe, z których jeden odpowiada za pomiar a drugi za kompensację rezystancji przewodów podłączeniowych oraz temperatury, w której się znajdują. W tym przypadku podstawowym założeniem, w celu zminimalizowania błędu, jest to, że wszystkie 3 przewody wykonane są z materiału o takich samych własnościach oraz wystawione są na działanie takiej samej temperatury. Ten schemat podłączenia jest najczęściej stosowany w przemyśle, ze względu na zadowalające rezultaty dokładności pomiarowej.
Jest to optymalne podłączenie sensora, ponieważ zapewnia brak wpływu rezystancji przewodów podłączeniowych na pomiar temperatury. W tym przypadku kompensacja rezystancji kabli podłączeniowych nie jest wymagana. Do obu nóżek sensora podłączone są po 2 przewody co pozwala na utworzenie 2 obwodów: zasilającego i pomiarowego. Poprzez obwód zasilający na czujnik podawane jest napięcie pomiarowe. Spadek napięcia na sensorze temperatury jest wychwytywany przez obwód pomiarowy. Impedancja urządzenia elektronicznego, do którego podłączony jest czujnik, jest wiele razy wyższa niż rezystancja przewodów, dzięki czemu rezystancja przewodów może zostać pominięta. Spadek napięcia wytworzony w ten sposób jest niezależny od rezystancji przewodów podłączeniowych. Podłączenie 4-przewodowe dedykowane jest do aplikacji wymagających wysokiej dokładności pomiarowej.
Kalibracja czujnika temperatury polega na ustaleniu jego odchyleń pomiarowych w stosunku do wzorca. Wzorcem jest urządzenie o bardzo wysokiej dokładności, kalibrowane w specjalnych warunkach.
Czujnik temperatury można skalibrować w JUMO. Oferujemy m.in. wzorcowanie termometrów, czujników Pt100/Pt1000, termopar typu K i J. Kalibrację możemy wykonać w naszym laboratorium lub na miejscu u klienta.
Chcesz dowiedzieć się więcej? Przeczytaj nasz artykuł o kalibracji.
Sensor temperatury należy dobrać do:
warunków pracy
zakresu mierzonych temperatur
rodzaju medium pomiarowego
możliwości przyłączeniowych
bezpieczeństwa pracy
