0 Komentar

1) Apa itu PT100?

A PT100 adalah platina Radanya Tsuhu Detector (RTD) yang resistansinya adalah 100 Ω pada 0 °C. Resistensinya meningkat secara linear dengan suhu, menyediakan akurasi tinggi, stabilitas, Dan penyimpangan rendah dari −200 °C hingga +600…850 °C (kisaran tergantung pada jenis elemen). Dibandingkan dengan termokopel dan termistor, PT100 menawarkan keseimbangan yang sangat baik presisi, pengulangan, Dan kekasaran untuk aplikasi industri dan bangunan.

2) Standar dan Kurva Internasional

  • Standar utama: IEC 60751 / EN 60751

    • Nominal R₀ = 100Ω pada 0 °C

    • Koefisien suhu α = 0,00385 Ω/Ω/°C (Kurva Eropa)

  • Warisan/alternatif: α = 0,003916 (kurva AS yang lebih tua).

    • Standar Winsen adalah IEC 60751 (α = 0,00385) kecuali ditentukan lain.

Persamaan Callendar – Van Dusen (IEC 60751):

Untuk 0…+850 °C:

R(T)=R0(1+AT+BT2)R(t) = R_0 kiri(1 + A t + B t^2 kanan)

Untuk −200…0 °C:

R(T)=R0[1+AT+BT2+C(T-100)T3]R(t) = R_0 kiri[1 + A t + B t^2 + C(t-100)t^3 kanan]

dengan konstanta:

A=3.9083×10-3,B=-5.775×10-7,C=-4.183×10-12A = 3,9083kali10^{-3},kuad B = -5,775kali10^{-7},kuad C = -4,183kali10^{-12}

Titik acuan (α = 0,00385):

  • 0 °C → 100,00Ω

  • 100 °C → ≈ 138,51Ω

  • −100 °C → ≈ 60,26Ω

3) Kelas Toleransi (Interchangeability)

Per IEC 60751 (batas kesalahan khas pada suhu T dalam °C):

Kelas Toleransi (°C) Catatan
A A ±(0,10 + 0,0017|t|) Akurasi standar tertinggi; jangkauan yang lebih pendek
A ±(0,15 + 0,002|t|) Akurasi tinggi, umum terjadi pada proses/LAB
B ±(0,30 + 0,005|t|) Hemat biaya, kuat
C ±(0,60 + 0,010|t|) Tujuan umum / jangkauan lebih luas

Contoh: Pada 100 °C, Kelas A ≈ ±(0,15 + 0,2) = ±0,35 °C; Kelas B ≈ ±0,80 °C.

4) Jenis Elemen dan Rentang Operasi

Elemen Konstruksi Kisaran Khas Kelebihan Pertimbangan
Luka kawat Kawat platina pada inti keramik/kaca −200…+600/850 °C Best stability & high-temp range Sedikit lebih besar, biaya lebih tinggi
Film tipis (chip) Pt tergagap pada substrat keramik −50…+150/200 °C Kompak, respon cepat, ekonomis Kisaran lebih sempit, penyimpangan sedikit lebih banyak

5) Metode Pengkabelan: 2-, 3-, 4-Kawat

Metode Keterangan Dampak Akurasi Penggunaan Khas
2 kawat Sensor di seri dengan dua kabel Resistensi timbal menambah kesalahan Prospek pendek, HVAC berbiaya rendah
3 kawat Menambahkan petunjuk ketiga ke mengimbangi resistensi timbal yang sama Standar industri untuk kabel lapangan masukan PLC/DCS; akurasi sedang
4 kabel (Kelvin) Pisahkan pasangan arus dan indera Terbaik ketepatan; tidak bergantung pada timah Lab, transfer hak asuh, rig kalibrasi

6) Electrical Excitation & Self-Heating

  • Menggunakan arus konstan eksitasi (tip. 0,1–1,0 mA) atau jembatan rasiometrik.

  • Pemanasan sendiri: ∆T ≈ P × (K/W) Di mana P = Saya²R.

    • Koefisien pemanasan sendiri yang khas: 00,05–0,4K/mW (tergantung pada media dan aliran).

  • Minimalkan kesalahan oleh: arus eksitasi rendah, berdenyut/bersepeda tugas pengukuran, dan kopling termal yang baik ke medium.

7) Response Time & Mechanics

  • Waktu respons (t₀.₉): fungsi dari diameter selubung, kecepatan aliran, Dan instalasi.

    • Contoh: Tip 3 mm di air yang bergerak bisa mencapai t₀.₉ ≈ 3–8 detik; di udara diam secara signifikan lebih lama.

  • Bahan sarung: SS304/316L, Inconel, dilapisi PTFE untuk korosif.

  • Diameter pemeriksaan: 3 mm / 4,5 mm / 6 mm / 8 mm umum.

  • Perlindungan masuknya: hingga IP65–IP68 dengan pot dan kelenjar kabel yang tepat.

8) Tabel Resistensi PT100 Khas (α = 0,00385)

°C Oh °C Oh °C Oh
−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

(Indikatif; gunakan persamaan CVD untuk perhitungan yang tepat atau minta tabel pencarian Winsen.)

9) PT100 vs Termokopel vs Termistor

Atribut PT100 (RTD) Termokopel (misalnya, Tipe K) Termistor NTC
Ketepatan Tinggi (Kelas A/B) Sedang (membutuhkan CJC) Tinggi mendekati titik setel
Stabilitas/Pergeseran Bagus sekali Baik–sedang Sedang (penuaan)
Jangkauan −200…+600/850 °C Hingga 1200–1300 °C Sempit (−40…+150 °C tipikal)
Linearitas Bagus Adil Nonlinier (curam)
Tingkat Sinyal 0–300 Ω (perlu pengkondisian) Level μV (membutuhkan amp/CJC) kΩ–Ω (pembagi sederhana)
Pengkabelan 2/3/4-kabel Paduan khusus 2 kawat 2 kawat
Terbaik Untuk Presisi, stabilitas Suhu tinggi, kasar Biaya, penginderaan lokal yang cepat

10) Transmitters & Interfaces

  • Pemancar kepala/rel: Ubah PT100 menjadi 4–20 mA (loop 2 kabel), 0–10V, atau digital (HART/Modbus/IO-Link).

  • Langsung ke PLC: Banyak kartu AI PLC/DCS yang menerima PT100 3-/4-kabel dengan linearisasi per IEC 60751.

  • Pilihan Winsen: Probe kompak dengan terintegrasi 4–20mA atau RS-485/Modbus RTU, rentang yang dapat dikonfigurasi (mis., −50…+150 °C, 0…+200 °C).

11) Praktik Terbaik Instalasi

  • Panjang perendaman: ≥ 10× diameter pemeriksaan (atau 5× dengan desain peka ujung) untuk mengurangi kesalahan konduksi batang.

  • termowell: Gunakan untuk tekanan/korosif media dan perawatan yang mudah; pilih berdasarkan ASME PTC 19.3 frekuensi bangun jika memungkinkan.

  • Senyawa termal: Aplikasikan pada sumur kering/blok dan sensor permukaan untuk meningkatkan kopling.

  • Perutean kabel: Pasangan bengkok terlindung; menghindari sumber VFD/EMI; pelindung ikatan di salah satu ujungnya.

  • Penyegelan lingkungan: Memilih IP67+ untuk pencucian; pot/pelepas ketegangan untuk mencegah masuknya uap air.

12) Calibration & Verification

  • Pemeriksaan lapangan: Mandi es pada suhu 0 °C (air sulingan + es serut; pastikan tidak ada lapisan air yang mengambang).

  • Kalibrasi laboratorium: Sumur kering atau rendaman cairan di 2–3 poin (misalnya, 0 °C, 100 °C, skala menengah), dapat ditelusuri ke INI-90.

  • Dokumentasi: Catatan seperti yang ditemukan/sebagai kiri, arus loop pada titik, kondisi sekitar, dan serial probe.

  • Interval: 6–24 bulan tergantung pada kekritisan dan lingkungan.

13) Common Sources of Error & Mitigation

  • Resistensi timbal: Menggunakan 3 atau 4 kabel; cocokkan kabel dalam sistem 3 kabel.

  • Pemanasan sendiri: Arus eksitasi lebih rendah; memastikan aliran di sekitar ujungnya.

  • Konduksi batang: Tingkatkan kedalaman perendaman; gunakan tip pegas di thermowell.

  • Masuknya uap air: Rakitan berperingkat IP, transisi pot, kelenjar yang tepat.

  • EMI/loop tanah: Pembumian satu titik, kabel berpelindung, pemancar terisolasi.

  • Tekanan mekanis: Hindari tikungan tajam; gunakan pereda ketegangan; pilih kabel berinsulasi mineral fleksibel (MI) jika diperlukan.

14) Panduan Seleksi

  1. Rentang suhu (misalnya, −50…+150 °C; −200…+400 °C).

  2. Kelas toleransi (A/A/B) Dan tipe elemen (luka kawat vs film tipis).

  3. Pengkabelan (2/3/4-kabel) dan jenis/panjang kabel (PVC, PTFE, silikon, dikepang).

  4. Mekanis: sarung bahan (316L/Inkonel), diameter (3/6/8mm), panjang, koneksi proses (NPT/G/BSP, klem sanitasi, bayonet).

  5. Peringkat masuknya (IP65–IP68) dan getaran persyaratan.

  6. Pemancar (tidak ada / 4–20mA / 0–10 V / RS-485 Modbus / IO-Link), kekuatan Dan penskalaan keluaran.

  7. Kepatuhan (RoHS, REACH, CE/UKCA; FDA/3-A untuk sanitasi).

  8. Dokumentasi (sertifikat cal, sertifikat material, diagram pengkabelan, protokol).

15) Contoh Pekerjaan (Pemeriksaan 100 °C)

Menggunakan IEC 60751, R(100 °C) untuk PT100 (α=0,00385):

R(100)=100×(1+A⋅100+B⋅1002)≈100×(1+0.39083-0.005775)≈138.51 OhR(100) = 100 kali (1 + Acdot100 + Bcdot100^2) kira-kira 100 kali (1 + 0,39083 – 0,005775) kira-kira mathbf{138.51 Omega}

Jika pembacaan Anda menunjukkan 138,0 Ohm pada pemandian 100 °C yang sebenarnya, itu kesalahan yang ditunjukkan adalah ≈ −0,51Ω → ≈ −0,37 °C mendekati 100 °C (menggunakan kemiringan lokal ≈ 0,385 Ω/°C).

16) FAQ

Q1: Bisakah saya mengganti PT100 dengan PT1000?
A: PT1000 (1000 Ω pada 0 °C) mengurangi kesalahan kabel utama dalam sistem 2 kabel. Pastikan instrumen Anda mendukung PT1000 skala dan koefisien CVD.

Q2: Arus eksitasi apa yang harus saya gunakan?
A: 0,1–1,0 mA adalah tipikal. Arus yang lebih tinggi meningkatkan SNR tetapi meningkat pemanasan sendiri—seimbangkan media dan aliran Anda.

Q3: Bagaimana cara menyambungkan PT100 3 kabel?
A: Dua sadapan di satu sisi elemen, satu di sisi lainnya. Instrumen tersebut mengukur dan memberi kompensasi rata-rata dari dua sadapan yang bersisi sama (diasumsikan hambatannya sama).

Q4: Apakah saya memerlukan thermowell?
A: Gunakan thermowell untuk tekanan, aliran, korosif, atau pelepasan yang sering. Perendaman langsung menghasilkan respons yang lebih cepat jika kondisi memungkinkan.

Q5: Seberapa sering saya harus mengkalibrasi?
A: 6–24 bulan berdasarkan kekritisan dan lingkungan. Proses, audit, atau rezim peraturan yang bernilai tinggi mungkin memerlukan hal ini tahunan atau setengah tahun pemeriksaan.

Hubungi Winsen

Beritahu kami milik Anda kisaran suhu, kelas, pengkabelan, antarmuka mekanis, dan jenis keluaran. Teknisi kami akan mengusulkan a Solusi PT100 dengan gambar, lembar data, dan waktu tunggu yang sesuai dengan jadwal proyek Anda.

Pengarang

Tinggalkan balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Bidang yang diperlukan ditandai *