0 Kommentarer

1) Hvad er en PT100?

EN PT100 er en platin Reksistens Temperature Detektor (RTD), hvis modstand er 100 Ω ved 0 °C. Dens modstand stiger lineært med temperatur, giver høj nøjagtighed, stabilitetog lav drift fra −200 °C til +600…850 °C (interval afhænger af elementtype). Sammenlignet med termoelementer og termistorer tilbyder PT100s en fremragende balance mellem præcision, gentagelighedog robusthed til industri- og byggeanvendelser.

2) Internationale standarder og kurver

  • Primær standard: IEC 60751 / EN 60751

    • Nominel R0 = 100 Ω ved 0 °C

    • Temperaturkoefficient α = 0,00385 Ω/Ω/°C (europæisk kurve)

  • Legacy/alternativ: a = 0,003916 (ældre amerikansk kurve).

    • Winsen standard er IEC 60751 (α = 0,00385) medmindre andet er angivet.

Callendar–Van Dusen ligning (IEC 60751):

For 0…+850 °C:

R(t)=R0(1+ENt+Bt2)R(t) = R_0 venstre(1 + A t + B t^2 højre)

For -200…0 °C:

R(t)=R0[1+ENt+Bt2+C(t-100)t3]R(t) = R_0 venstre[1 + A t + B t^2 + C(t-100)t^3 right]

med konstanter:

EN=3,9083×10-3,B=-5,775×10-7,C=-4,183×10-12A = 3,9083times10^{-3},quad B = -5,775times10^{-7},quad C = -4,183times10^{-12}

Referencepunkter (α = 0,00385):

  • 0 °C → 100,00 Ω

  • 100 °C → ≈ 138,51 Ω

  • −100 °C → ≈ 60,26 Ω

3) Toleranceklasser (udskiftelighed)

Om IEC 60751 (typiske fejlgrænser ved temperatur t i °C):

klasse Tolerance (°C) Noter
AA ±(0,10 + 0,0017|t|) Højeste standard nøjagtighed; kortere rækkevidde
EN ±(0,15 + 0,002|t|) Høj nøjagtighed, almindelig i proces/LAB
B ±(0,30 + 0,005|t|) Omkostningseffektiv, robust
C ±(0,60 + 0,010|t|) Generelle formål / bredere sortiment

Eksempel: På 100 °C, Klasse A ≈ ±(0,15 + 0,2) = ±0,35 °C; Klasse B ≈ ±0,80 °C.

4) Elementtyper og driftsområder

Element Konstruktion Typisk rækkevidde Fordele Overvejelser
Trådviklet Platintråd på keramik/glaskerne −200…+600/850 °C Best stability & high-temp range Lidt større, højere omkostninger
Tyndfilm (chip) Sputtered Pt på keramisk underlag −50…+150/200 °C Kompakt, hurtig respons, økonomisk Snævrere rækkevidde, lidt mere afdrift

5) Kabelføringsmetoder: 2-, 3-, 4-leder

Metode Beskrivelse Nøjagtighed Indvirkning Typisk brug
2-leder Sensor i serie med to ledninger Ledningsmodstand tilføjer fejl Korte ledninger, lavpris HVAC
3-leder Tilføjer en tredje ledning til kompensere lige blymodstande Branchestandard til feltledninger PLC/DCS-indgange; moderat nøjagtighed
4-leder (Kelvin) Adskil strøm- og sansepar Bedst nøjagtighed; bly-uafhængig Laboratorier, depotoverførsel, kalibreringsrigge

6) Electrical Excitation & Self-Heating

  • Bruge konstant strøm excitation (typ. 0.1-1,0 mA) eller ratiometrisk bro.

  • Selvopvarmende: ∆T ≈ P × (K/W) hvor P = I²R.

    • Typiske selvopvarmningskoefficienter: 00,05–0,4K/mW (afhænger af medium og flow).

  • Minimer fejl af: lav excitationsstrøm, pulseret/duty-cycled måling, og god termisk kobling til mediet.

7) Response Time & Mechanics

  • Svartid (t₀.₉): funktion af kappe diameter, strømningshastighedog installation.

    • Eksempel: 3 mm spids i vand i bevægelse kan nå t₀.₉ ≈ 3-8 sek; i stillestående luft betydeligt længere.

  • Skede materialer: SS304/316L, Inconel, PTFE-belagt til ætsende.

  • Probe diametre: 3 mm / 4,5 mm / 6 mm / 8 mm fælles.

  • Indtrængningsbeskyttelse: op til IP65-IP68 med korrekt indstøbning og kabelforskruninger.

8) Typisk PT100-modstandstabel (α = 0,00385)

°C Åh °C Åh °C Åh
−50 80,31 0 100,00 50 119,40
−25 90,19 25 109,73 75 129,07
−10 95,48 40 115,54 100 138,51

(Vejledende; brug CVD-ligninger til præcis beregning eller anmod om Winsen-opslagstabeller.)

9) PT100 vs termoelement vs termistor

Attribut PT100 (RTD) Termoelement (f.eks. Type K) NTC termistor
Nøjagtighed Høj (Klasse A/B) Moderat (kræver CJC) Høj nær setpunkt
Stabilitet/Drift Fremragende God – moderat Moderat (aldrende)
Rækkevidde −200…+600/850 °C Op til 1200–1300 °C Smal (-40…+150 °C typisk)
Linearitet God Retfærdig Ikke-lineær (stejl)
Signalniveau 0–300 Ω (kræver konditionering) μV niveau (kræver forstærker/CJC) kΩ–Ω (simpel divider)
Ledninger 2/3/4-leder 2-tråds speciallegeringer 2-leder
Bedst til Præcision, stabilitet Høj temperatur, robust Pris, hurtig lokal sensing

10) Transmitters & Interfaces

  • Hoved/skinne sendere: Konverter PT100 til 4–20 mA (2-leder sløjfe), 0–10 V, eller digital (HART/Modbus/IO-Link).

  • Direkte til PLC: Mange PLC/DCS AI-kort accepterer 3-/4-leder PT100 med linearisering pr IEC 60751.

  • Winsen muligheder: Kompakte sonder med integreret 4-20 mA eller RS-485/Modbus RTU, konfigurerbart spændvidde (f.eks. -50...+150 °C, 0…+200 °C).

11) Best Practices for installation

  • Nedsænkningslængde: ≥ 10× sonde diameter (eller 5× med spidsfølsomme designs) for at reducere stammens ledningsfejl.

  • Termobrønde: Brug til tryk/ætsende medier og nem vedligeholdelse; vælg efter ASME PTC 19.3 vækningsfrekvens, hvor det er relevant.

  • Termisk forbindelse: Påfør i tørbrønd/blokke og overfladesensorer for at forbedre koblingen.

  • Kabelføring: Afskærmede snoede par; undgå VFD'er/EMI-kilder; bindingsskjold i den ene ende.

  • Miljøtætning: Vælge IP67+ til afvaskning; indstøbning/trækaflastning for at forhindre indtrængning af fugt.

12) Calibration & Verification

  • Feltkontrol: Isbad ved 0 °C (destilleret vand + knust is; sørg for ingen flydende vandfilm).

  • Lab kalibrering: Tørbrønd eller væskebad kl 2-3 point (f.eks. 0 °C, 100 °C, mellemskala), kan spores til ITS-90.

  • Dokumentation: Optage som-fundet/som-venstre, sløjfestrøm ved punkter, omgivende forhold og probeserier.

  • Intervaller: 6-24 måneder afhængig af kritikalitet og miljø.

13) Common Sources of Error & Mitigation

  • Blymodstand: Bruge 3- eller 4-leder; matchledninger i 3-leder systemer.

  • Selvopvarmning: Lavere excitationsstrøm; sikre flow omkring spidsen.

  • Stængelledning: Forøg nedsænkningsdybden; brug fjederbelastede spidser i termobrønde.

  • Indtrængning af fugt: IP-klassificerede samlinger, indkapslede overgange, korrekte kirtler.

  • EMI/jordsløjfer: Enkeltpunktsjording, skærmet kabel, isolerede sendere.

  • Mekanisk stress: Undgå skarpe bøjninger; brug trækaflastninger; vælg fleksibelt mineralisoleret (MI) kabel, hvor det er nødvendigt.

14) Valgvejledning

  1. Temperaturspænd (f.eks. -50...+150 °C; -200...+400 °C).

  2. Tolerance klasse (A/A/B) og elementtype (trådviklet vs tyndfilm).

  3. Ledninger (2/3/4-leder) og kabeltype/længde (PVC, PTFE, silikone, flettet).

  4. Mekanisk: skede materiale (316L/Inconel), diameter (3/6/8 mm), længde, procesforbindelse (NPT/G/BSP, sanitær tri-klemme, bajonet).

  5. Ingress rating (IP65–IP68) og vibration krav.

  6. Sender (ingen / 4-20 mA / 0–10 V / RS-485 Modbus / IO-Link), magt og output skalering.

  7. Overholdelse (RoHS, REACH, CE/UKCA; FDA/3-A for sanitet).

  8. Dokumentation (cal cert, materialecertifikater, ledningsdiagram, protokol).

15) Bearbejdet eksempel (100 °C kontrol)

Bruger IEC 60751, R(100 °C) for PT100 (α=0,00385):

R(100)=100×(1+EN⋅100+B⋅1002)≈100×(1+0.39083-0.005775)≈138,51 ÅhR(100) = 100 times (1 + Acdot100 + Bcdot100^2) ca. 100 time (1 + 0,39083 – 0,005775) ca. mathbf{138.51 Omega}

Hvis din udlæsning viser 138,0 ohm ved et ægte 100 °C bad, den angivet fejl er ≈ -0,51 Ω → ≈ -0,37 °C nær 100 °C (ved brug af lokal hældning ≈ 0,385 Ω/°C).

16) Ofte stillede spørgsmål

Q1: Kan jeg erstatte en PT100 med en PT1000?
EN: PT1000 (1000 Ω ved 0 °C) reducerer ledningsfejl i 2-ledersystemer. Sørg for, at dit instrument understøtter PT1000 skalering og CVD-koefficienter.

Q2: Hvilken excitationsstrøm skal jeg bruge?
EN: 0.1-1,0 mA er typisk. Højere strøm forbedrer SNR, men øges selvopvarmning- balance for dit medium og flow.

Q3: Hvordan forbinder jeg en 3-leder PT100?
EN: To ledninger på den ene side af elementet, en på den anden. Instrumentet måler og kompenserer gennemsnittet af de to afledninger på samme side (antaget ens modstand).

Q4: Har jeg brug for en termobrønd?
EN: Brug termobrønde til tryk, flow, ætsende stoffer eller hyppig fjernelse. Direkte nedsænkning giver hurtigere respons, hvis forholdene tillader det.

Q5: Hvor ofte skal jeg kalibrere?
EN: 6-24 måneder baseret på kritikalitet og miljø. Processer, revisioner eller regulatoriske regimer af høj værdi kan kræve årlig eller halvårligt checks.

Kontakt Winsen

Fortæl os din temperaturområde, klasse, ledninger, mekanisk grænseflade og udgangstype. Vores ingeniører vil foreslå en PT100 løsning med tegninger, datablade og leveringstid for at matche din projektplan.

Forfatter

Efterlad et svar

Din e -mail -adresse offentliggøres ikke. Krævede felter er markeret *