0 Nhận xét

1) PT100 là gì?

MỘT PT100 là bạch kim Rsự tồn tại Tnhiệt độ Detector (RTD) có điện trở là 100 Ω ở 0°C. Sức đề kháng của nó tăng tuyến tính với nhiệt độ, cung cấp độ chính xác caoThì sự ổn định, Và độ trôi thấp từ −200 °C đến +600…850 °C (phạm vi phụ thuộc vào loại phần tử). So với cặp nhiệt điện và nhiệt điện trở, PT100 mang lại sự cân bằng tuyệt vời về độ chính xácThì độ lặp lại, Và sự gồ ghề cho các ứng dụng công nghiệp và xây dựng.

2) Tiêu chuẩn và đường cong quốc tế

  • Tiêu chuẩn chính: IEC 60751 / EN 60751

    • danh nghĩa R₀ = 100 Ω ở 0°C

    • Hệ số nhiệt độ α = 0,00385 Ω/Ω/°C (đường cong châu Âu)

  • Kế thừa/thay thế: α = 0,003916 (đường cong cũ của Hoa Kỳ).

    • Winsen mặc định là IEC 60751 (α = 0,00385) trừ khi có quy định khác.

Phương trình Callendar–Van Dusen (IEC 60751):

Vì 0…+850°C:

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

Vì −200…0 °C:

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

với hằng số:

MỘT=3.9083×10-3ThìB=-5,775×10-7ThìC=-4.183×10-12A = 3.9083times10^{-3},quad B = -5.775times10^{-7},quad C = -4.183times10^{-12}

Điểm tham chiếu (α = 0,00385):

  • 0 °C → 100,00 Ω

  • 100°C → ≈ 138,51 Ω

  • −100 °C → ≈ 60,26 Ω

3) Cấp dung sai (Khả năng thay thế lẫn nhau)

mỗi IEC 60751 (giới hạn sai số điển hình ở nhiệt độ t tính bằng °C):

Lớp học Dung sai (° C) Ghi chú
AA ±(0,10 + 0,0017|t|) Độ chính xác tiêu chuẩn cao nhất; phạm vi ngắn hơn
MỘT ±(0,15 + 0,002|t|) Độ chính xác cao, phổ biến trong quy trình/LAB
B ±(0,30 + 0,005|t|) Tiết kiệm chi phí, mạnh mẽ
C ±(0,60 + 0,010|t|) Mục đích chung / phạm vi rộng hơn

Ví dụ: Tại 100°C, Loại A ≈ ±(0,15 + 0,2) = ±0,35°C; Loại B ≈ ±0,80 °C.

4) Loại phần tử và phạm vi hoạt động

Yếu tố Sự thi công Phạm vi điển hình Ưu điểm Cân nhắc
vết thương dây Dây bạch kim trên lõi gốm/thủy tinh −200…+600/850 °C Best stability & high-temp range Lớn hơn một chút, chi phí cao hơn
Màng mỏng (chip) Pt phún xạ trên đế gốm −50…+150/200 °C Nhỏ gọn, đáp ứng nhanh, tiết kiệm Phạm vi hẹp hơn, trôi dạt hơn một chút

5) Phương pháp nối dây: 2-, 3-, 4-Dây

Phương pháp Sự miêu tả Độ chính xác Sử dụng điển hình
2 dây Cảm biến mắc nối tiếp với hai dây dẫn Điện trở chì gây thêm lỗi Dây dẫn ngắn, HVAC chi phí thấp
3 dây Thêm khách hàng tiềm năng thứ ba vào đền bù điện trở chì bằng nhau Tiêu chuẩn ngành cho hệ thống dây điện hiện trường đầu vào PLC/DCS; độ chính xác vừa phải
4 dây (Kelvin) Tách biệt các cặp dòng điện và cảm giác Tốt nhất sự chính xác; không phụ thuộc vào chì Phòng thí nghiệm, chuyển giao quyền giám hộ, giàn hiệu chuẩn

6) Electrical Excitation & Self-Heating

  • Sử dụng dòng điện không đổi kích thích (điển hình. 00,1–1,0 mA) hoặc cầu tỷ lệ.

  • Tự sưởi ấm: ∆T ≈ P × (K/W) Ở đâu P = I2R.

    • Hệ số tự gia nhiệt điển hình: 00,05–0,4K/mW (phụ thuộc vào môi trường và dòng chảy).

  • Giảm thiểu lỗi bởi: dòng điện kích thích thấp, xung/theo chu kỳ nhiệm vụ đo lường và khả năng ghép nhiệt tốt với môi trường.

7) Response Time & Mechanics

  • Thời gian đáp ứng (t₀.₉): chức năng của đường kính vỏ bọcThì vận tốc dòng chảy, Và cài đặt.

    • Ví dụ: Mũi 3 mm trong nước chuyển động có thể chạm tới t₀.₉ ≈ 3–8 giây; trong không khí tĩnh lâu hơn đáng kể.

  • Vật liệu vỏ bọc: SS304/316LThì Bất tiện, được phủ PTFE để chống ăn mòn.

  • Đường kính đầu dò: 3 mm / 4,5 mm / 6 mm / 8 mm chung.

  • Bảo vệ xâm nhập: lên đến IP65–IP68 với bầu và đệm cáp thích hợp.

8) Bảng điện trở PT100 điển hình (α = 0,00385)

°C Ồ °C Ồ °C Ồ
−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

(Chỉ định; sử dụng phương trình CVD để tính toán chính xác hoặc yêu cầu bảng tra cứu Winsen.)

9) PT100 vs Cặp nhiệt điện vs Nhiệt điện trở

Thuộc tính PT100 (RTD) Cặp nhiệt điện (ví dụ: Loại K) Điện trở nhiệt NTC
Sự chính xác Cao (Lớp A/B) Trung bình (cần CJC) Cao gần điểm đặt
Tính ổn định/Độ lệch Xuất sắc Tốt–trung bình Trung bình (lão hóa)
Phạm vi −200…+600/850 °C Lên tới 1200–1300 °C Hẹp (điển hình −40…+150 °C)
Tuyến tính Tốt Hội chợ Phi tuyến tính (dốc)
Mức tín hiệu 0–300 Ω (cần điều hòa) Mức μV (cần amp/CJC) kΩ–Ω (bộ chia đơn giản)
Đấu dây 2/3/4-dây Hợp kim đặc biệt 2 dây 2 dây
Tốt nhất cho Độ chính xác, ổn định Nhiệt độ cao, gồ ghề Chi phí, cảm biến cục bộ nhanh

10) Transmitters & Interfaces

  • Máy phát đầu/đường ray: Chuyển đổi PT100 sang 4–20 mA (vòng 2 dây)Thì 0–10 V, hoặc điện tử (HART/Modbus/IO-Liên kết).

  • Trực tiếp tới PLC: Nhiều thẻ AI PLC/DCS chấp nhận PT100 3/4 dây với sự tuyến tính hóa trên mỗi IEC 60751.

  • Tùy chọn Winsen: Đầu dò nhỏ gọn tích hợp 4–20 mA hoặc RS-485/Modbus RTU, khoảng có thể định cấu hình (ví dụ: −50…+150 °CThì 0…+200°C).

11) Thực tiễn cài đặt tốt nhất

  • Chiều dài ngâm: ≥ Đường kính đầu dò 10× (hoặc 5× với thiết kế nhạy cảm với đầu) để giảm lỗi dẫn truyền ở thân.

  • Giếng nhiệt: Sử dụng cho áp lực/ăn mòn phương tiện truyền thông và bảo trì dễ dàng; chọn theo ASME PTC 19.3 tần số đánh thức nếu có.

  • Hợp chất nhiệt: Áp dụng trong giếng khô/khối và cảm biến bề mặt để cải thiện khả năng ghép nối.

  • Định tuyến cáp: Cặp xoắn được che chắn; tránh các nguồn VFD/EMI; tấm chắn liên kết ở một đầu.

  • Niêm phong môi trường: Chọn IP67+ để rửa trôi; bầu/giảm căng thẳng để ngăn chặn sự xâm nhập của hơi ẩm.

12) Calibration & Verification

  • Kiểm tra hiện trường: Tắm đá ở 0°C (nước cất + đá vụn, đảm bảo không có màng nước nổi).

  • Hiệu chuẩn phòng thí nghiệm: Bể khô hoặc bể chất lỏng tại 2–3 điểm (ví dụ: 0 °C, 100 °C, thang đo trung bình), có thể truy nguyên theo ITS-90.

  • Tài liệu: Ghi như đã tìm thấy/như bên trái, dòng điện vòng tại các điểm, điều kiện môi trường xung quanh và nối tiếp đầu dò.

  • Khoảng thời gian: 6–24 tháng tùy thuộc vào mức độ quan trọng và môi trường.

13) Common Sources of Error & Mitigation

  • Điện trở chì: Sử dụng 3 hoặc 4 dây; đấu dây dẫn trong hệ thống 3 dây.

  • Tự sưởi ấm: Dòng kích thích thấp hơn; đảm bảo dòng chảy xung quanh đầu.

  • Thân dẫn truyền: Tăng độ sâu ngâm; sử dụng đầu lò xo trong giếng nhiệt.

  • Độ ẩm xâm nhập: Các tổ hợp được xếp hạng IP, chuyển tiếp trong chậu, các tuyến thích hợp.

  • EMI/vòng nối đất: Nối đất một điểm, cáp có vỏ bọc, máy phát cách ly.

  • Ứng suất cơ học: Tránh những khúc cua gấp; sử dụng thuốc giảm căng thẳng; chọn cáp cách điện bằng khoáng chất (MI) linh hoạt khi cần thiết.

14) Hướng dẫn tuyển chọn

  1. Khoảng nhiệt độ (ví dụ: −50…+150 °C; −200…+400 °C).

  2. Lớp dung sai (A / A / B) Và loại phần tử (dây quấn và màng mỏng).

  3. Đấu dây (2/3/4-dây) và loại/chiều dài cáp (PVC, PTFE, silicone, bện).

  4. Cơ khí: vỏ bọc vật liệu (316L/Inconel), đường kính (3/6/8 mm), chiều dàiThì quá trình kết nối (NPT/G/BSP, kẹp ba vệ sinh, lưỡi lê).

  5. Đánh giá xâm nhập (IP65–IP68) và rung động yêu cầu.

  6. Máy phát (không có / 4–20 mA / 0–10 V / RS-485 Modbus / IO-Link), quyền lực Và chia tỷ lệ đầu ra.

  7. Sự tuân thủ (RoHS, REACH, CE/UKCA; FDA/3-A cho thiết bị vệ sinh).

  8. Tài liệu (chứng chỉ cal, chứng chỉ vật liệu, sơ đồ nối dây, giao thức).

15) Ví dụ đã thực hiện (Kiểm tra 100 °C)

Sử dụng IEC 60751, R(100°C) đối với PT100 (α=0,00385):

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

Nếu kết quả đọc của bạn hiển thị 138,0 Ohm ở nhiệt độ thực 100°C, lỗi được chỉ định là ≈ −0,51 Ω → ≈ −0,37 °C gần 100 °C (sử dụng độ dốc cục bộ ≈ 0,385 Ω/°C).

16) Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Tôi có thể thay thế PT100 bằng PT1000 không?
MỘT: PT1000 (1000 Ω ở 0 °C) giảm lỗi dây dẫn trong hệ thống 2 dây. Đảm bảo thiết bị của bạn hỗ trợ PT1000 hệ số tỷ lệ và CVD.

Câu 2: Tôi nên sử dụng dòng điện kích thích nào?
MỘT: 00,1–1,0 mA là điển hình. Dòng điện cao hơn cải thiện SNR nhưng tăng tự sưởi ấm—cân bằng cho phương tiện và dòng chảy của bạn.

Câu 3: Làm cách nào để nối dây PT100 3 dây?
MỘT: Hai đạo trình ở một bên của phần tử, một ở bên kia. Dụng cụ đo và đền bù trung bình của hai đạo trình cùng phía (giả định điện trở bằng nhau).

Q4: Tôi có cần một cái giếng nhiệt không?
MỘT: Sử dụng giếng nhiệt để áp suất, dòng chảy, chất ăn mòn hoặc loại bỏ thường xuyên. Ngâm trực tiếp mang lại phản ứng nhanh hơn nếu điều kiện cho phép.

Câu hỏi 5: Tôi nên hiệu chỉnh bao lâu một lần?
MỘT: 6–24 tháng dựa trên mức độ quan trọng và môi trường. Các quy trình, kiểm toán hoặc chế độ quản lý có giá trị cao có thể yêu cầu hàng năm hoặc nửa năm séc.

Liên hệ với Winsen

Hãy cho chúng tôi biết phạm vi nhiệt độ, lớp, hệ thống dây điện, giao diện cơ học và loại đầu ra. Các kỹ sư của chúng tôi sẽ đề xuất một Giải pháp PT100 với các bản vẽ, bảng dữ liệu và thời gian thực hiện để phù hợp với tiến độ dự án của bạn.

Tác giả

Để lại một câu trả lời

Địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *