Temperatuursensor PT100 Het is een van de meest gebruikte temperatuurmeetapparaten in de industrie. Zeker, in een industriële of technische context ben je deze term tegengekomen en vroeg je je af wat het doet, hoe het werkt en wat het zo speciaal maakt.
In dit artikel gaan we al deze vragen beantwoorden, waarbij we de werking, kenmerken, voordelen en enkele installatiedetails uiteenzetten die u moet weten. Hoewel het klinkt als een specifiek technisch apparaat, kan het belang ervan niet worden onderschat, omdat het van cruciaal belang is in toepassingen waar precisie en betrouwbaarheid bij temperatuurmetingen zijn van cruciaal belang.
Wat is een PT100-sensor en het werkingsprincipe ervan?
El PT100-sensor Het is een weerstandssensor, wat betekent dat hij de temperatuur meet op basis van veranderingen in de elektrische weerstand. Het getal '100' in de naam geeft aan dat het een weerstand heeft van 100 ohm bij een temperatuur van 0°C. De werking ervan is gebaseerd op het gebruik van een element van Platina, omdat platina een stabiele relatie heeft tussen temperatuur en weerstand. Dit maakt hem ideaal voor het nauwkeurig meten van temperaturen.
Het basiswerkingsprincipe van de PT100 is als volgt: wanneer de temperatuur verandert, verandert ook de weerstand van de sensor. Deze weerstandsverandering kan nauwkeurig worden gemeten en gecorreleerd aan een exacte temperatuur.
Verband tussen temperatuur en weerstand
De PT100-sensoren Ze worden als zeer nauwkeurig beschouwd vanwege hun betrouwbare relatie tussen weerstand en temperatuur. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt ook de weerstand van de sensor toe. Wel is het belangrijk te vermelden dat de weerstand toeneemt Het is niet volledig lineair. Dat wil zeggen dat de temperatuur niet bij alle temperaturen dezelfde verhouding behoudt, maar wel voorspelbaar en dus berekenbaar blijft.
Constructie en classificatie van PT100-sensoren
PT100-sensoren variëren in hun constructie. De meeste zijn ingekapseld in een roestvrijstalen buis of ander robuust materiaal dat ze beschermt tegen zware industriële omgevingen. Aan het ene uiteinde van de sensor bevindt zich het detectie-element (de platinaweerstand), terwijl aan het andere uiteinde de elektrische aansluitingen zitten die de installatie in besturings- of meetsystemen mogelijk maken. Waar je wel rekening mee moet houden is dat afhankelijk van het type constructie de gevoeligheid en duurzaamheid van de sensoren flink kunnen variëren.
Een gebruikelijke classificatie van PT100's is gebaseerd op het aantal kabels dat ze gebruiken voor metingen:
- PT100 met twee draden: Dit is de eenvoudigste aansluitmethode, maar ook de minst nauwkeurige, omdat de weerstanden van de kabels niet correct kunnen worden gecompenseerd.
- PT100 met drie draden: de meest voorkomende maakt een goede compensatie van de bedradingsweerstand mogelijk als de kabels dezelfde weerstand hebben.
- PT100 met vier draden: Wordt voornamelijk gebruikt in laboratoria, omdat dit de meest nauwkeurige methode is. Maakt het mogelijk om de bedradingsweerstand volledig te compenseren, zelfs als de kabels verschillende weerstanden hebben.
Normen en nauwkeurigheid van PT100-sensoren
Het is essentieel om te benadrukken dat PT100-sensoren worden gereguleerd onder internationale normen, wat garanties biedt zijn consistentie en precisie op mondiaal niveau. De meest gebruikte norm is de DIN IEC 60751-norm, die de elektrische kenmerken en toegestane afwijkingen voor PT100-sensoren definieert. Deze norm zorgt ervoor dat sensoren een weerstand hebben van 100 ohm bij 0°C en stelt tolerantiemarges vast voor verschillende klassen sensoren.
Er zijn verschillende nauwkeurigheidsklassen voor PT100-sensoren. De hoogste is klasse AA, gevolgd door klasse A en klasse B. Over het algemeen geldt: hoe hoger de nauwkeurigheidsklasse, hoe beter het vermogen van de sensor om nauwkeurige metingen te geven.
Voordelen van de PT100-sensor ten opzichte van andere soorten sensoren
PT100-sensoren bieden verschillende voordelen ten opzichte van andere temperatuurmeetapparaten, zoals thermokoppels. Een van de meest opvallende zijn:
- Hoge nauwkeurigheid: PT100's kunnen nauwkeurige metingen leveren met minimale drift, wat cruciaal is in kritische industriële toepassingen.
- Stabiliteit op lange termijn: In tegenstelling tot thermokoppels, die na verloop van tijd kunnen verslijten en onjuiste metingen kunnen geven, behouden PT100's hun nauwkeurigheid langer.
- Mogelijkheid om lage temperaturen te meten: Ze zijn in staat om zeer lage temperaturen met grote nauwkeurigheid te meten, waardoor ze ideaal zijn voor industriële koeltoepassingen.
- Er is geen sprake van geleidelijke degradatie: In plaats van langzaam te verslechteren en onjuiste gegevens te leveren, zoals thermokoppels, gaan PT100's doorgaans volledig kapot en stoppen ze met werken, waardoor foutdetectie eenvoudiger wordt.
Montage en installatie van een PT100-sensor
De juiste montage van een PT100-sensor is net zo cruciaal als het kiezen van het juiste model. A onjuiste montage kan leiden tot foutieve metingen, wat niet alleen de nauwkeurigheid van het systeem in gevaar kan brengen, maar ook de veiligheid van de gehele operatie.
De sensor kan op verschillende manieren worden gemonteerd. De meest voorkomende is inkapseling in een roestvrijstalen omhulsel dat hem beschermt tegen externe elementen zoals vocht of stof. In sommige industriële systemen wordt de PT100-sensor gemonteerd met een aansluitkop om de elektrische aansluitingen tegen de omgeving te beschermen.
De locatie van de sensor is ook van belang. Als het op een plaats met constante trillingen wordt geplaatst, wordt de levensduur waarschijnlijk verkort. drastisch verminderd. Daarom wordt altijd aanbevolen om een technicus te raadplegen voordat u de definitieve locatie van de sensor bepaalt.
Voorzorgsmaatregelen en onderhoud van de PT100
Zoals alle meetapparatuur hebben PT100-sensoren goed onderhoud nodig om ervoor te zorgen dat ze gedurende hun hele levensduur correct functioneren. Hier volgen enkele van de belangrijkste punten waarmee u rekening moet houden:
- Vermijd het installeren van sensoren in vochtige omgevingen: Vocht kan stroomlekkage tussen de draden veroorzaken, wat de temperatuurmetingen zal beïnvloeden.
- Bescherming tegen corrosie: In agressieve industriële omgevingen is het van cruciaal belang om zowel de sensor als de kabels te beschermen tegen corrosieve materialen.
- Minimaliseer trillingen: In omgevingen met constante trillingen is het raadzaam om de sensor in een structuur te monteren die de blootstelling aan schokken en schokken vermindert.
Soorten PT100-sensoren
Er zijn verschillende soorten PT100-sensoren op de markt, afhankelijk van de behoeften van de toepassing. De meest gebruikte modellen zijn:
- Industrial: Ze zijn ingekapseld in roestvrijstalen omhulsels en worden voornamelijk gebruikt in industriële toepassingen waar duurzaamheid vereist is.
- lab: Speciaal ontwikkeld voor toepassingen waarbij precisie prioriteit heeft, zoals kalibratielaboratoria.
- Dunne film: Deze sensoren zijn zuiniger, omdat hun platina-element in een dunne laag op een substraat zit.
Temperatuurcoëfficiënten en de PT100-formule
De temperatuurcoëfficiënt van de PT100-sensor bepaalt hoe de weerstand verandert met de temperatuur. Over het algemeen is de meest voorkomende coëfficiënt 385, wat betekent dat de sensor een weerstand heeft van 138,51 ohm bij 100°C.
De relatie tussen temperatuur en weerstand van PT100 kan worden berekend met behulp van de Callendar-Van Dusen-formule. Deze formule houdt rekening met aanvullende factoren wanneer de temperatuur onder de 0°C daalt, waardoor een zeer nauwkeurige temperatuurberekening kan worden verkregen op basis van de gemeten weerstand.
Veelgemaakte fouten bij het gebruik van de PT100
Hoewel PT100-sensoren nauwkeurig en betrouwbaar zijn, kunnen er bepaalde fouten optreden als ze niet correct worden geïnstalleerd of gebruikt. Een van de meest voorkomende fouten is signaal verlies op lange kabels. Boven een bepaalde lengte kunnen de kabels die de sensor met het meetsysteem verbinden extra weerstand toevoegen, waardoor de temperatuurmeting verandert. In deze gevallen wordt aanbevolen om drie- of vierdraadsverbindingssystemen te gebruiken om deze extra weerstand te compenseren.
Een andere veel voorkomende fout treedt op als gevolg van vocht in de verbindingen. Zoals we hierboven vermeldden, kan vocht kleine lekstromen tussen de draden genereren, waardoor onjuiste metingen ontstaan.
PT100 Belangrijkste toepassingen
Ten slotte is het van cruciaal belang om te begrijpen in welke sectoren deze sensoren het meest voorkomen. De PT100 Ze vinden toepassingen in tal van industriële en wetenschappelijke sectoren:
- Voedingsindustrieën: waar precisie bij temperatuurmeting cruciaal is om de voedselkwaliteit en -veiligheid te garanderen.
- geneeskunde: Gebruikt in laboratoriumincubators en andere medische apparatuur waar nauwkeurige temperatuurregeling nodig is.
- Luchtvaartindustrie: gebruikt bij het monitoren van kritieke systemen waarbij nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van vitaal belang zijn.
De PT100-sensor is een essentieel onderdeel in een grote verscheidenheid aan industriële en wetenschappelijke sectoren die hoge precisie bij temperatuurmetingen vereisen. De duurzaamheid, nauwkeurigheid en stabiliteit maken het de beste keuze voor toepassingen waarbij temperatuurveranderingen grote gevolgen kunnen hebben.