Руководство по использованию датчиков Pt100

Кен Джеффрис сообщает о сложных датчиках для точной термометрии

Использование платинового термометра сопротивления в промышленных и научных целях обычно приводит к хорошему и точному измерению температуры без необходимости использования специальных кабелей (в отличие от термопар). Для достижения максимально возможной точности и надежности необходимо внимательно подходить к установке зонда, соединениям и выбору основного оборудования.

Выбор проволочного или плоскопленочного чувствительного резистора.

Резистивный элемент, используемый в зонде, изготавливается в одной из двух форм: проволочной или плоской пленки. Металлопленочные резисторы состоят из слоя платины на керамической подложке; катушка версии с проволочной обмоткой вплавлена ​​в керамику или стекло.

Что касается проволочных резисторов, используются различные методы изготовления детекторов для удовлетворения требований различных приложений. Конструкция «птичья клетка» без опоры используется для температурных стандартов, а конструкция с частичной опорой используется там, где приемлем компромисс между первичными стандартами и использованием в промышленных целях. Другие методы строительства включают полностью поддерживаемую конструкцию, которая обычно выдерживает уровень вибрации до 100g.

Между тем металлопленочные Pt резисторы имеют форму тонкой (1 микрон) пленки платины на керамической подложке. Пленка подвергается лазерной обрезке для получения точного значения Ro, а затем для защиты инкапсулируется в стекло.

Отключение термометра сопротивления является ключевым вопросом, который следует учитывать. По сути, каждый чувствительный резистор представляет собой двухпроводное устройство. При подключении резистора к удлинителям при изготовлении пробника необходимо принять решение о том, требуется ли для целей измерения двух-, трех- или четырехпроводная схема.

В чувствительном резисторе электрическое сопротивление изменяется в зависимости от температуры. Температура измеряется косвенно путем измерения падения напряжения на чувствительном резисторе при наличии постоянного тока, протекающего через него, с использованием закона Ома: V = RI.

Соединение блока термометра с приборами осуществляется стандартным электрическим кабелем с медными жилами двух-, трех- или четырехжильного исполнения. Кабель создает электрическое сопротивление, которое подключается последовательно с термометром сопротивления. Таким образом, оба сопротивления суммируются и могут быть интерпретированы как повышенная температура, если не учитывать сопротивление провода.

Приборы, использующие трех- или четырехпроводные конфигурации, уменьшают или устраняют влияние сопротивления выводов. Однако конфигурация проводки (двух-, трех- или четырехпроводная) термометра должна быть совместима с входом соответствующего прибора.

Варианты высокой точности (классы допусков)

При трех- или четырехпроводном соединении и использовании чувствительного резистора класса B стандартный термометр в сборе обеспечит точность около 0,5°C в диапазоне от 0°C до 100°C. Значительного улучшения этого показателя можно добиться различными способами, включая использование датчиков с более жестким допуском.

Принцип работы заключается в нелинейном изменении электрического сопротивления резистора с температурой. Широко используемый во всем мире Pt100 имеет сопротивление 100,00 Ом при 0°C и 138,51 Ом при 100°C в соответствии с IEC751.

Использование практически чистого редкого металла (платины) в чувствительном резисторе обеспечивает этому типу датчика температуры высокую точность и долговременную стабильность; Поэтому для реализации этих достоинств необходимы инструменты хорошего качества.

Важно помнить, что общая точность любой измерительной системы (например, датчика, прибора, соединения, приложения и т. д.) снижается из-за суммы неопределенностей в этой системе.

Для получения дополнительной информации посетитеwww.scientistlive.com/eurolab

Кен Джеффрис — технический консультантЛаборатория.