Je termosenzor PT100 lineárny?
Ako dodávateľ termosenzorov PT100 sa často stretávam so zákazníkmi týkajúcimi sa linearity týchto senzorov. Pochopenie linearity termosenzoru PT100 je rozhodujúce pre rôzne aplikácie, pretože priamo ovplyvňuje presnosť a spoľahlivosť meraní teploty. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do témy, či je termosenzor PT100 lineárny a skúmam princípy jeho činnosti, faktory ovplyvňujúce linearitu a praktické úvahy pre používateľov.
Princípy termosenzorov PT100
Pred diskusiou o linearite je nevyhnutné pochopiť, ako fungujú termosenzory PT100. Termosenzor PT100 je typ detektora teploty odporu (RTD), ktorý používa platinu ako snímací prvok. Platina má niekoľko požadovaných vlastností pre snímanie teploty, vrátane vysokej stability, vynikajúcej opakovateľnosti a relatívne lineárneho vzťahu medzi odporom a teplotou v širokom rozsahu.
Odpor termosenzoru PT100 sa mení s teplotou podľa jamkovej rovnice. Najbežnejšou referenčnou funkciou pre senzory PT100 je Callendar - Van Dusenova rovnica:
[R_t = r_0 (1+ a t+ bt^2+ c (t - 100) t^3)]
kde (r_t) je odpor pri teplote (t) (v ° C), (r_0) je odpor pri 0 ° C (čo je 100 Ω pre senzor PT100), (a = 3,9083 \ tims10^{-3} \ ° C^{-1}), (b = -5,7575 \ \ {-\}}}}}}} {}}} {}} a (c = -4,183 \ tims10^{-12} \ ° C^{-4}) pre teploty pod 0 ° C. Pri teplotách nad 0 ° C je výraz (C) nastavený na nulu.
Linearita termosenzorov PT100
V obmedzenom teplotnom rozsahu sa termosenzor PT100 môže považovať za približne lineárny. Lineárna aproximácia vzťahu odporu - teplota je daná:
[R_t \ približne r_0 (1+ \ alpha t)]
kde (\ alfa) je teplotný koeficient odporu (TCR). Pre platinu je TCR približne (0,00385 \ Ω/Ω/° C). Táto lineárna aproximácia je platná pre relatívne malé teplotné intervaly okolo referenčnej teploty.
Pri zvažovaní širšieho teplotného rozsahu sa však nezdravé výrazy v rovnici Callendar - Van Dusen stanú významnými. Napríklad v priemyselných aplikáciách, kde sa teplotný rozsah môže trvať od - 200 ° C do +850 ° C, nemožno ignorovať nečlennú linearita termosenzoru PT100.
Stupeň ne -linearity je zvyčajne špecifikovaná výrobcom z hľadiska maximálnej odchýlky od lineárnej aproximácie v danom teplotnom rozsahu. Táto odchýlka sa často vyjadruje ako percento z celého stupňa alebo v stupňoch Celzia.
Faktory ovplyvňujúce linearita
Niekoľko faktorov môže ovplyvniť linearita termosenzoru PT100:
1. Teplotný rozsah
Ako už bolo spomenuté vyššie, non - linearita termosenzoru PT100 sa zvyšuje so šírkou teplotného rozsahu. Vyššie - poradie pojmov v rovnici Callendar - Van Dusen sa stávajú významnejšími pri extrémnych teplotách, čo spôsobuje, že skutočný odpor - teplotný vzťah sa odchyľuje od lineárnej aproximácie.
2. Výrobné tolerancie
Kvalita platinového materiálu a výrobný proces môžu tiež ovplyvniť linearita. Variácie v čistote platiny, štruktúra snímacieho prvku a proces kalibrácie môžu zaviesť malé odchýlky od ideálneho vzťahu medzi odporom - teplotou.
3. Self - kúrenie
Keď prúd prechádza cez termosenzor PT100 na meranie jeho odporu, senzor rozptýli energiu a zahrieva sa. Tento účinok samovyohrieva môže spôsobiť, že senzor načíta vyššiu teplotu ako skutočná teplota okolia a môže tiež ovplyvniť linearita senzora, najmä pri vyšších prúdoch.
Praktické úvahy pre používateľov
Pri použití termosenzoru PT100 je dôležité vziať do úvahy jeho non - linearita, aby sa zabezpečilo presné merania teploty. Tu je niekoľko praktických tipov:
1. Kalibrácia
Pravidelná kalibrácia je nevyhnutná na korekciu akejkoľvek nein - linearity a výrobných tolerancií. Kalibrácia spočíva v porovnaní výstupu senzora so známou referenčnou teplotou a podľa toho nastavenia systému merania.
2. Výber teploty
Vyberte termosenzor PT100 s teplotným rozsahom, ktorý je vhodný pre vašu aplikáciu. Ak je to možné, obmedzte teplotný rozsah, aby ste minimalizovali linearita. Napríklad, ak vaša aplikácia vyžaduje iba merania teploty medzi 0 ° C a 100 ° C, senzor určený pre tento rozsah bude mať lepšiu linearitu ako senzor určený pre širší rozsah.
3. Nízke - meranie prúdu
Ak chcete minimalizovať účinky na sebakrity, použite techniku merania s nízkym prúdom. Väčšina moderných prístrojov na meranie teploty sú navrhnuté tak, aby na termosenzor PT100 aplikoval veľmi malý prúd na zníženie rozptylu energie.
Naše výrobky Thermosensor PT100
V našej spoločnosti ponúkame širokú škálu vysokej kvalityPT100 termosenzorvýrobky. NášTeplotný senzor WZP PT100je navrhnutý pre priemyselné aplikácie a poskytuje presné a spoľahlivé merania teploty. Máme tiežSondMožnosti aplikácií v oblasti potravín a nápojov, farmaceutických a biotechnologických odvetví, kde hygiena je nanajvýš dôležitá.
Naše senzory sú starostlivo vyrábané a kalibrované, aby sa zabezpečila vynikajúca linearita v rámci ich určených teplotných rozsahoch. Poskytujeme tiež technickú podporu, ktorá pomáha našim zákazníkom vybrať si správny senzor pre ich aplikácie a na riešenie akýchkoľvek otázok týkajúcich sa merania linearity a teploty.
Záver
Záverom je, že zatiaľ čo termosenzor PT100 sa dá považovať za približne lineárny v obmedzenom teplotnom rozsahu, vykazuje ne lineárne správanie v širšom rozsahu. Pochopenie princípov jeho prevádzky, faktory ovplyvňujúce linearitu a praktické úvahy o použití je nevyhnutné na presné meranie teploty.
Ak potrebujete pre vašu aplikáciu vysoko kvalitné termosenzory PT100, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali kvôli podrobnej diskusii. Náš tím expertov je pripravený vám pomôcť pri výbere najvhodnejšieho snímača a poskytovaní potrebnej podpory pre vaše potreby merania teploty.
Odkazy
- Callendar, HL (1887). Pri praktickom meraní teploty. Philosophical Magazine, 24 (147), 1 - 19.
- Van Dusen, GK (1911). Nový vzorec pre vzťah medzi odporom a teplotou pre platinové teplomery. Bulletin Bureau of Standards, 7 (4), 431 - 443.
- Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC). (2005). IEC 60751: Termometre priemyselnej platinovej rezistencie a snímače teploty platiny.
