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1) PT100 とは何ですか?

a PT100 プラチナです R存在 T温度 d抵抗値が次のような検出器 (RTD) 100Ω（0℃）。その抵抗 直線的に増加する 温度を提供する 高精度、 安定性、 そして 低ドリフト から −200℃～+600…850℃ (範囲は要素タイプによって異なります)。熱電対やサーミスタと比較して、PT100 は優れたバランスを提供します。 精度、 再現性、 そして 凹凸 産業および建築用途向け。

2) 国際基準と曲線

  • 主な標準: IEC 60751 / EN 60751

    • 公称 R₀ = 100Ω 0℃で

    • 温度係数 α = 0.00385 Ω/Ω/℃ (ヨーロッパの曲線)

  • レガシー/代替: α = 0.003916 (古い米国の曲線)。

    • Winsen のデフォルトは IEC 60751 (α = 0.00385) 特に指定がない限り。

カレンダー・ヴァン・デューセン方程式 (IEC 60751):

のために 0…+850 °C：

R(t））=R0(1+at+Bt2））R(t) = R_0 left(1 + A t + B t^2 right)

のために −200…0℃：

R(t））=R0[1+at+Bt2+c(t - - 100））t3】R(t) = R_0 left[1 + A t + B t^2 + C(t-100)t^3 right]

定数を使用する場合:

a=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}

基準点 (α = 0.00385):

  • 0 ℃→ 100.00Ω

  • 100℃→ ≈ 138.51Ω

  • −100℃→ ≈ 60.26Ω

3) 公差クラス (互換性)

あたり IEC 60751 (温度における一般的な誤差の限界 t ℃）：

クラス 許容差(℃) 注意事項
AA ±(0.10 + 0.0017|t|) 最高の標準精度。より短い範囲
a ±(0.15 + 0.002|t|) 高精度、プロセス/LAB で一般的
B ±(0.30 + 0.005|t|) コスト効率が高く、堅牢
c ±(0.60 + 0.010|t|) 汎用・広範囲

例： で 100℃、クラス A ≈ ±(0.15 + 0.2) = ±0.35℃;クラス B ≈ ±0.80 °C。

4) 素子の種類と動作範囲

要素 工事 代表的な範囲 長所 考慮事項
巻線 セラミック/ガラスコア上のプラチナ線 −200…+600/850℃ Best stability & high-temp range やや大型、コスト高
薄膜（チップ） セラミック基板上にスパッタされた Pt −50…+150/200℃ コンパクト、高速応答、経済的 範囲が狭くなり、ドリフトがわずかに増加します

5) 配線方法: 2 線、3 線、4 線式

方法 説明 精度への影響 一般的な使用方法
2線式 2 本のリード線を備えた直列のセンサー リード抵抗により誤差が追加される 短いリード、低コストの HVAC
3線式 3 番目のリードを追加します 補償する 等しいリード抵抗 業界標準 現場配線用 PLC/DCS入力;中程度の精度
4線式(ケルビン) 電流と検出のペアを分離する 最高 正確さ;鉛に依存しない 研究所、保管転送、校正リグ

6) Electrical Excitation & Self-Heating

  • 使用 定電流 励起（代表値） 0.1～1.0mA) またはレシオメトリックブリッジ。

  • 自己発熱: ∆T ≈ P×(K/W) どこ P = I²R。

    • 典型的な自己発熱係数: 0.05～0.4K/mW (媒体と流量によって異なります)。

  • エラーを最小限に抑える による: 低い励起電流、 パルス/デューティサイクル 測定、および媒体への良好な熱結合。

7) Response Time & Mechanics

  • 応答時間 (t₀.₉): の機能 シース径、 流速、 そして インストール。

    • 例: 動く水中では 3 mm の先端が届く t₀.₉ ≈ 3 ～ 8 秒;静止空気中ではかなり長くなります。

  • シースの材質: SS304/316L、 インコネル、腐食剤用にPTFEコーティングされています。

  • プローブ直径: 3mm / 4.5mm / 6mm / 8mm 一般。

  • 侵入保護: まで IP65～IP68 適切なポッティングとケーブルグランドを使用してください。

8) 代表的な PT100 抵抗表 (α = 0.00385)

℃ おお ℃ おお ℃ おお
−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

(参考値。正確な計算には CVD 方程式を使用するか、Winsen ルックアップ テーブルをリクエストしてください。)

9) PT100 対 熱電対 対 サーミスター

属性 PT100（測温抵抗体） 熱電対 (例: タイプ K) NTCサーミスタ
正確さ 高い (クラスA/B) 中程度 (CJC が必要) 設定値付近で高い
スタビリティ/ドリフト 素晴らしい 良好～中程度 中程度（老化）
範囲 −200…+600/850℃ 1200 ～ 1300 °C まで 狭い (-40 ～ +150 °C (代表値))
直線性 良い 公平 非線形（急峻）
信号レベル 0–300 Ω (調整が必要) μVレベル（アンプ/CJCが必要） kΩ–Ω (単純な分周器)
配線 2/3/4線式 2線特殊合金 2線式
最適な用途 精度、安定性 高温、頑丈 コスト、高速ローカルセンシング

10) Transmitters & Interfaces

  • ヘッド/レール送信機: PT100 を次のように変換します 4～20mA（2線式ループ）、 0–10V、 または デジタル (HART/Modbus/IO-Link)。

  • PLC への直接: 多くの PLC/DCS AI カードが受け入れ可能 3/4線式PT100 線形化による IEC 60751。

  • ウィンセンのオプション: 一体型のコンパクトなプローブ 4～20mA または RS-485/Modbus RTU、設定可能なスパン (例: −50…+150℃、 0…+200 °C）。

11) インストールのベストプラクティス

  • 浸漬長さ: ≥ 10×プローブ直径 （またはチップ感応設計の場合は 5 倍）ステムの伝導エラーを低減します。

  • サーモウェル: 用途 圧力/腐食性 メディアと簡単なメンテナンス。で選択 ASME PTC 19.3 該当する場合はウェイク周波数。

  • サーマルコンパウンド: 結合を改善するためにドライウェル/ブロックおよび表面センサーに適用します。

  • ケーブル配線: シールド付きツイストペア。 VFD/EMI 源を避ける。一端にシールドを接着します。

  • 環境に配慮したシーリング: 選ぶ IP67+ 洗浄用。湿気の侵入を防ぐためのポッティング/ストレインリリーフ。

12) Calibration & Verification

  • フィールドチェック: アイスバス 0 °C (蒸留水 + 砕氷; 水膜が浮いていないことを確認)。

  • ラボ校正: ドライウェルまたは液体バス 2～3点 (例: 0 °C、100 °C、中間スケール)、以下に追跡可能 ITS-90。

  • ドキュメント: 記録 発見されたまま/放置されたまま、ポイントでのループ電流、周囲条件、およびプローブのシリアル。

  • 間隔: 重要度および環境に応じて 6 ～ 24 か月。

13) Common Sources of Error & Mitigation

  • 鉛抵抗: 使用 3線または4線; 3 線システムのリード線を一致させます。

  • 自己発熱: 励起電流が低い。チップ周りの流れを確保します。

  • ステム伝導: 浸漬深度を増やします。サーモウェル内のスプリング式チップを使用してください。

  • 湿気の侵入: IP定格アセンブリ、ポッティングトランジション、適切なグランド。

  • EMI/グランドループ: 一点接地、シールドケーブル、絶縁型送信機。

  • 機械的応力: 急な曲がりは避けてください。ストレインリリーフを使用します。必要に応じて、柔軟な鉱物絶縁 (MI) ケーブルを選択してください。

14) セレクションガイド

  1. 温度スパン (例: -50 ～ +150 °C、-200 ～ +400 °C)。

  2. 公差クラス (A / A / B） そして 要素の種類 (巻線 vs 薄膜)。

  3. 配線 (2/3/4 線式) および ケーブルの種類/長さ (PVC、PTFE、シリコン、編組)。

  4. 機械式：鞘 材料 (316L/インコネル)、 直径 (3/6/8mm)、 長さ、 プロセス接続 (NPT/G/BSP、サニタリートライクランプ、バヨネット)。

  5. イングレス評価 (IP65 ～ IP68) および 振動 要件。

  6. 送信機 （なし / 4～20mA / 0 ～ 10 V / RS-485 Modbus / IO-Link)、 力 そして 出力スケーリング。

  7. コンプライアンス (RoHS、REACH、CE/UKCA、衛生用 FDA/3-A)。

  8. ドキュメント (校正証明書、材料証明書、配線図、プロトコル)。

15) 実施例（100℃チェック）

IEC 60751を使用して、 R(100℃) PT100 の場合 (α=0.00385):

R(100））=100×(1+ade100+Bde1002））≈100×(1+0.39083 - - 0.005775））≈138.51 おおR(100) = 100 times (1 + Acdot100 + Bcdot100^2) およそ 100 times (1 + 0.39083 – 0.005775) およそ mathbf{138.51 Omega}

読み出しが表示された場合 138.0オーム 真の 100 °C のバスでは、 示されたエラー は ≈ −0.51Ω → ≈ −0.37 °C 100 °C 付近 (ローカルスロープ ≈ 0.385 Ω/°C を使用)。

16) よくある質問

Q1: PT100 を PT1000 で置き換えることはできますか?
答え: PT1000 (0 °C で 1000 Ω) は、2 線システムのリード線誤差を軽減します。楽器がサポートしていることを確認してください PT1000 スケーリング係数と CVD 係数。

Q2: 励磁電流はどれくらいにすればよいですか?
答え: 0.1～1.0mA 典型的です。電流が大きいとSNRは向上しますが、増加します 自己発熱—メディアとフローのバランス。

Q3: 3 線式 PT100 はどのように配線すればよいですか?
答え: エレメントの片側に 2 本のリード線があり、もう一方の側に 1 本あります。機器は測定し、 補償する 同じ側​​の 2 本のリード線の平均 (抵抗が等しいと仮定)。

Q4: サーモウェルは必要ですか?
答え: サーモウェルを使用する目的 圧力、流量、腐食性物質、または頻繁な除去。条件が許せば、直接浸漬するとより速い応答が得られます。

Q5: 校正はどれくらいの頻度で行うべきですか?
答え: 6～24か月 重要性と環境に基づいて。価値の高いプロセス、監査、または規制制度では、 年間 または 半年ごと 小切手。

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