Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Термосопротивление Pt100 представляет собой высокоточный датчик температуры, основанный на изменении электрического сопротивления платинового чувствительного элемента. Сопротивление датчика составляет 100 Ом при температуре 0°C, откуда происходит обозначение Pt100. Рабочий диапазон охватывает температуры от минус 200°C до плюс 850°C согласно ГОСТ 6651-2009, что делает термосопротивление универсальным решением для промышленных систем автоматического контроля.
Термосопротивление работает на основе температурной зависимости электрического сопротивления металлов. При нагревании сопротивление чувствительного элемента увеличивается, при охлаждении снижается. Чувствительный элемент изготавливается из платины, меди или никеля. Платиновые датчики обеспечивают наилучшую стабильность показаний и применяются в широком температурном диапазоне.
Важно: Термосопротивление Pt100 с температурным коэффициентом 0,00385 на градус Цельсия является международным стандартом согласно IEC 60751 и ГОСТ 6651-2009, что обеспечивает полную взаимозаменяемость датчиков различных производителей без дополнительной настройки измерительных систем.
Температурная зависимость сопротивления описывается полиномом Каллендара-Ван Дюзена: R(t) = R₀(1 + At + Bt²), где R₀ — номинальное сопротивление при 0°C. Для платины с коэффициентом 0,00385 значение А составляет 3,9083×10⁻³. При изменении температуры на 100°C сопротивление Pt100 изменяется на 38,5 Ом. Линейность характеристики термосопротивления выше, чем у термопар, что упрощает обработку сигнала.
Номинальная статическая характеристика определяет зависимость между сопротивлением датчика и измеряемой температурой. НСХ задается двумя параметрами: номинальным сопротивлением R₀ при 0°C и температурным коэффициентом сопротивления. Согласно ГОСТ 6651-2009, для термосопротивлений установлены стандартные значения НСХ, обеспечивающие унификацию измерительных систем.
Датчики Pt100, Pt500 и Pt1000 с коэффициентом 0,00385 соответствуют международному стандарту IEC 60751 и применяются в современных системах автоматизации. Датчики с обозначением 100П, 50П имеют коэффициент 0,00391 и являются более старым стандартом, используемым преимущественно в отечественной промышленности. Медные термосопротивления 50М и 100М с коэффициентом 0,00428 ограничены рабочим диапазоном до плюс 180°C из-за окисления материала.
Класс допуска определяет максимальное отклонение фактического сопротивления датчика от номинальной статической характеристики. Согласно IEC 60751 и ГОСТ 6651-2009, установлены четыре класса допуска для платиновых термосопротивлений: AA, A, B и C. Класс допуска не зависит от типа чувствительного элемента и определяется только величиной допуска.
Класс A обеспечивает оптимальное соотношение точности и стоимости для большинства промышленных применений. Датчики класса AA используются в лабораторных измерениях и технологических процессах с максимальными требованиями к точности. Класс B является наиболее распространенным в промышленности благодаря экономичности при достаточной точности для технологического контроля.
Диапазон, в котором обеспечивается заявленный класс допуска, зависит от конструкции чувствительного элемента. Согласно IEC 60751, для проволочных элементов класс AA действителен в диапазоне от минус 50°C до плюс 250°C, класс A от минус 100°C до плюс 450°C. Для тонкопленочных элементов эти диапазоны уже: класс AA от 0°C до плюс 150°C, класс A от минус 30°C до плюс 300°C. Класс B обеспечивается в диапазоне от минус 196°C до плюс 600°C для проволочных и от минус 50°C до плюс 500°C для пленочных датчиков.
Обратите внимание: Если в документации указан рабочий диапазон шире, чем стандартный диапазон для заявленного класса допуска, то класс будет действителен только в пределах стандартного диапазона. Например, датчик класса A с рабочим диапазоном от минус 200°C до плюс 600°C будет соответствовать классу A только до плюс 450°C для проволочных или плюс 300°C для пленочных элементов.
Точность измерения температуры термосопротивлением существенно зависит от схемы подключения к измерительному преобразователю. Поскольку номинальное сопротивление датчика составляет 100-1000 Ом, сопротивление соединительных проводов может внести значительную погрешность. Для компенсации влияния соединительных линий применяются двухпроводная, трехпроводная и четырехпроводная схемы подключения.
Двухпроводная схема является простейшей и наиболее экономичной, но вносит наибольшую погрешность измерения. Сопротивление соединительных проводов суммируется с сопротивлением датчика, что приводит к завышению показаний температуры. При длине медного кабеля 20 м сечением 0,12 мм² с удельным сопротивлением 0,1 Ом на метр суммарное сопротивление двух проводов составит около 4 Ом, что соответствует погрешности примерно 10°C для датчика Pt100.
Двухпроводная схема применяется при коротких соединительных линиях до 2 м для Pt100 или при использовании датчиков с большим номинальным сопротивлением Pt500, Pt1000, где влияние проводов менее критично. Согласно ГОСТ 6651-2009, датчики с двухпроводным подключением изготавливаются только по классам допуска B и C из-за невозможности обеспечить высокую точность.
Трехпроводная схема обеспечивает компенсацию сопротивления соединительных проводов при условии равенства сопротивлений всех трех жил кабеля. Измерительный преобразователь определяет сопротивление одного из проводов и вычитает удвоенное значение из суммарного измеренного сопротивления. Трехпроводное подключение является оптимальным компромиссом между точностью и стоимостью монтажа.
Преимущества трехпроводной схемы:
Трехпроводная схема является стандартом для промышленных систем автоматизации. Остаточная погрешность компенсации не превышает 0,1°C при качественном монтаже с соблюдением требований к симметричности сопротивлений проводов.
Четырехпроводная схема обеспечивает полное исключение влияния сопротивления соединительных проводов на результат измерения. Два провода используются для подачи тока возбуждения к датчику, другие два провода служат для измерения падения напряжения непосредственно на чувствительном элементе высокоомным входом преобразователя. Такая конфигурация применяется в лабораторных измерениях и прецизионных системах контроля.
Четырехпроводное подключение позволяет использовать соединительные линии любой длины без внесения дополнительной погрешности. Однако стоимость монтажа возрастает из-за необходимости прокладки четырехжильного кабеля и применения соответствующих преобразователей с четырехпроводным входом.
Промышленные термосопротивления изготавливаются с проволочными и тонкопленочными чувствительными элементами. Проволочный элемент представляет собой платиновую проволоку диаметром 0,02-0,05 мм, намотанную спиралью на керамический или стеклянный каркас. Конструкция обеспечивает высокую долговременную стабильность и применяется в эталонных термометрах. Диапазон температур проволочных элементов составляет от минус 200°C до плюс 850°C.
Тонкопленочный элемент изготавливается методом напыления платины на керамическую подложку с последующим формированием резистора меандровой конфигурации. Толщина пленки составляет несколько микрометров. Технология обеспечивает компактность датчика, высокую вибростойкость и малое время термической реакции. Тонкопленочные датчики широко применяются в промышленности благодаря экономичности производства и надежности конструкции.
Выбор термосопротивления определяется требованиями к точности, температурному диапазону и условиями эксплуатации. Для температур до плюс 300°C и требований к погрешности менее 0,5°C рекомендуется применение датчиков Pt100 класса A с трехпроводным подключением. При измерениях в диапазоне от плюс 300°C до плюс 600°C используют проволочные датчики класса B. Для прецизионных измерений применяются датчики класса AA с четырехпроводным подключением.
Критерии выбора:
Глубина погружения датчика должна обеспечивать полное термическое равновесие чувствительного элемента с измеряемой средой. Минимальная глубина погружения согласно ГОСТ 6651-2009 определяется как глубина, при которой дальнейшее погружение изменяет показания не более чем на одну пятую допуска соответствующего класса. Измерительный ток должен быть ограничен во избежание самонагрева чувствительного элемента.
Термосопротивления Pt100 представляют собой надежное и точное решение для измерения температуры в промышленных системах автоматизации. Правильный выбор класса допуска, схемы подключения и конструкции датчика обеспечивает высокую точность измерений в диапазоне от минус 200°C до плюс 850°C. Соблюдение требований ГОСТ 6651-2009 и IEC 60751 гарантирует взаимозаменяемость датчиков и совместимость с измерительным оборудованием различных производителей.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.