Czy termosensor PT100 jest liniowy?
Jako dostawca termosensorów PT100 często napotykam pytania od klientów dotyczących liniowości tych czujników. Zrozumienie liniowości termosensora PT100 ma kluczowe znaczenie dla różnych zastosowań, ponieważ wpływa bezpośrednio na dokładność i niezawodność pomiarów temperatury. W tym poście na blogu zagłębię się w temat, czy termosensor PT100 jest liniowy, badając zasady jego działania, czynniki wpływające na liniowość i praktyczne rozważania dla użytkowników.
Zasady termosensorów PT100
Przed omówieniem liniowości ważne jest zrozumienie, jak działają termosensory PT100. Termosensor PT100 jest rodzajem detektora temperatury oporności (RTD), który wykorzystuje platynę jako element wykrywający. Platinum ma kilka pożądanych właściwości wykrywania temperatury, w tym wysoką stabilność, doskonałą powtarzalność i stosunkowo liniową zależność między rezystancją a temperaturą w szerokim zakresie.
Rezystancja termosensora PT100 zmienia się wraz z temperaturą zgodnie z dobrze zdefiniowanym równaniem. Najczęstszą funkcją odniesienia dla czujników PT100 jest równanie Callendar - Van Dusen:
[R_t = r_0 (1+ a t+ bt^2+ c (t - 100) t^3)]
gdzie (r_t) jest rezystancją w temperaturze (t) (in ° c), (r_0) jest rezystancją w 0 ° C (czyli 100 Ω dla czujnika PT100), (a = 3,9083 \ Times10^{-3} \ ° C^{-1}), (b = -5,755 \ times10^{-7} \ {-3} \ ° C^{-1}) i (c = -4.183 \ Times10^{-12} \ ° C^{-4}) dla temperatur poniżej 0 ° C. Dla temperatur powyżej 0 ° C termin (c) jest ustawiony na zero.
Liniowość termosensorów PT100
W ograniczonym zakresie temperatur termosensor PT100 można uznać za w przybliżeniu liniowy. Liniowe przybliżenie relacji oporności - temperatury jest podane przez:
[R_t \ ok. R_0 (1+ \ alpha t)]
gdzie (\ alfa) jest współczynnikiem temperatury oporności (TCR). W przypadku platyny TCR wynosi w przybliżeniu (0,00385 \ ω/ω/° C). To liniowe przybliżenie jest ważne przez stosunkowo małe odstępy temperatury wokół temperatury odniesienia.
Jednak biorąc pod uwagę szerszy zakres temperatur, warunki nie -liniowe w równaniu telewizyjnym - van dusena stają się znaczące. Na przykład w zastosowaniach przemysłowych, w których zakres temperatur może obejmować od - 200 ° C do +850 ° C, nie można zignorować braku liniowości termosensora PT100.
Stopień braku liniowości jest zwykle określany przez producenta pod względem maksymalnego odchylenia od przybliżenia liniowego w danym zakresie temperatur. Odchylenie to jest często wyrażane jako procent wyjściowej pełnej skali lub w stopniach Celsjusza.
Czynniki wpływające na liniowość
Kilka czynników może wpływać na liniowość termosensora PT100:
1. Zakres temperatur
Jak wspomniano wcześniej, brak liniowości termosensora PT100 wzrasta wraz z szerokością zakresu temperatur. Wyższe terminy rzędu w równaniu kalendarskim - van dusena stają się bardziej znaczące w ekstremalnych temperaturach, powodując rzeczywistą zależność oporności - temperatura odchylenie od aproksymacji liniowej.
2. Tolerancje produkcyjne
Jakość materiału platynowego i proces produkcji może również wpływać na liniowość. Zmiany czystości platyny, struktury elementu wykrywania i procesu kalibracji mogą wprowadzać niewielkie odchylenia od idealnego oporu - zależności temperatury.
3. Jaźń - ogrzewanie
Gdy prąd jest przepuszczany przez termosensor PT100 w celu zmierzenia jego oporu, czujnik rozprasza moc i nagrzewa się. Ten efekt ogrzewania może powodować, że czujnik odczytuje wyższą temperaturę niż rzeczywistą temperaturę otoczenia, a także może wpływać na liniowość czujnika, szczególnie przy wyższych prądach.
Praktyczne rozważania dla użytkowników
Podczas korzystania z termosensora PT100 ważne jest, aby wziąć pod uwagę jego brak liniowości, aby zapewnić dokładne pomiary temperatury. Oto kilka praktycznych wskazówek:
1. Kalibracja
Regularna kalibracja jest niezbędna do skorygowania wszelkich nie -liniowości i tolerancji produkcyjnych. Kalibracja polega na porównaniu wyjścia czujnika ze znaną temperaturą odniesienia i odpowiednio dostosowanie systemu pomiarowego.
2. Wybór zakresu temperatur
Wybierz termosensor PT100 o zakresie temperatur odpowiednim dla Twojej aplikacji. Jeśli to możliwe, ogranicz zakres temperatur, aby zminimalizować brak liniowości. Na przykład, jeśli aplikacja wymaga tylko pomiarów temperatury między 0 ° C a 100 ° C, czujnik określony dla tego zakresu będzie miał lepszą liniowość niż czujnik zaprojektowany dla szerszego zakresu.
3. Niski pomiar prądowy
Aby zminimalizować efekty ogrzewania, użyj techniki pomiaru o niskiej prądu. Większość nowoczesnych przyrządów do pomiaru temperatury ma na celu zastosowanie bardzo małego prądu do termosensora PT100 w celu zmniejszenia rozpraszania mocy.
Nasze produkty termosensorowe PT100
W naszej firmie oferujemy szeroką gamę wysokiej jakościTermosensor PT100produkty. NaszCzujnik temperatury WZP PT100jest przeznaczony do zastosowań przemysłowych, zapewniając dokładne i niezawodne pomiary temperatury. Mamy teżSondy sanitarne RTDOpcje zastosowań w branży żywności i napojów, farmaceutycznych i biotechnologicznych, w których higiena ma ogromne znaczenie.
Nasze czujniki są starannie produkowane i kalibrowane, aby zapewnić doskonałą liniowość w określonych zakresach temperatury. Zapewniamy również wsparcie techniczne, aby pomóc naszym klientom wybrać odpowiedni czujnik ich aplikacji i odpowiedzieć na wszelkie pytania dotyczące liniowości i pomiaru temperatury.
Wniosek
Podsumowując, podczas gdy termosensor PT100 można uznać za w przybliżeniu liniowy w ograniczonym zakresie temperatur, wykazuje zachowanie nie -liniowe w szerszym zakresie. Zrozumienie zasad jego działania, czynniki wpływające na liniowość i praktyczne rozważania dotyczące zastosowania są niezbędne do dokładnego pomiaru temperatury.
Jeśli potrzebujesz wysokiej jakości termosensorów PT100 do aplikacji, zapraszamy do skontaktowania się z nami w celu szczegółowej dyskusji. Nasz zespół ekspertów jest gotowy pomóc w wyborze najbardziej odpowiedniego czujnika i zapewnienia niezbędnego wsparcia dla potrzeb w zakresie pomiaru temperatury.
Odniesienia
- Callendar, HL (1887). W praktycznym pomiaru temperatury. Philosophical Magazine, 24 (147), 1 - 19.
- Van Dusen, GK (1911). Nowy wzór relacji między oporem a temperaturą dla termometrów platyny. Biuletyn Bureau of Standards, 7 (4), 431 - 443.
- Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC). (2005). IEC 60751: Termometry oporności na platynę przemysłową i czujniki temperatury platyny.
