آیا یک ترموسنسور PT100 خطی است؟

آیا یک ترموسنسور PT100 خطی است؟

من به عنوان تأمین کننده ترموسنسور PT100 ، من اغلب در مورد خطی بودن این سنسورها از مشتریان با سؤالاتی روبرو می شوم. درک خطی بودن یک ترموسور PT100 برای کاربردهای مختلف بسیار مهم است ، زیرا این امر به طور مستقیم بر صحت و قابلیت اطمینان اندازه گیری دما تأثیر می گذارد. در این پست وبلاگ ، من به این موضوع می پردازم که آیا یک ترموسنسور PT100 خطی است ، و به بررسی اصول عملکرد آن ، عوامل مؤثر بر خطی و ملاحظات عملی برای کاربران می پردازد.

اصول ترموسکورهای PT100

قبل از بحث در مورد خطی ، درک نحوه عملکرد ترموسنسرهای PT100 ضروری است. ترموسنسور PT100 نوعی از ردیاب دمای مقاومت (RTD) است که از پلاتین به عنوان عنصر سنجش استفاده می کند. پلاتین دارای چندین خاصیت مطلوب برای سنجش دما ، از جمله پایداری بالا ، تکرارپذیری عالی و رابطه نسبتاً خطی بین مقاومت و دما در طیف گسترده ای است.

مقاومت یک ترموسنسور PT100 با دما با توجه به یک معادله چاه تعریف شده تغییر می کند. متداول ترین عملکرد مرجع برای سنسورهای PT100 معادله Callendar - Van Dusen است:

[r_t = r_0 (1+ a t+ bt^2+ c (t - 100) t^3)]

جایی که (R_T) مقاومت در دما (T) (در ° C) است ، (R_0) مقاومت در 0 درجه سانتیگراد (که 100 Ω برای یک سنسور PT100 است) ، (A = 3.9083 \ Times10^{-3} \ ° C^{-1}) ، (B = -5.775 \ Times-Times-HELD {7 و (C = -4.183 \ Times10^{-12} \ ° C^{-4}) برای دمای زیر 0 درجه سانتیگراد. برای دمای بالاتر از 0 درجه سانتیگراد ، اصطلاح (C) روی صفر تنظیم شده است.

خطی بودن ترموسکورهای PT100

بیش از یک محدوده دمای محدود ، یک ترموسنسور PT100 را می توان تقریباً خطی در نظر گرفت. تقریب خطی مقاومت - رابطه دما توسط:

[r_t \ تقریبی r_0 (1+ \ alpha t)]

جایی که (\ alpha) ضریب دمای مقاومت (TCR) است. برای پلاتین ، TCR تقریباً (0.00385 \ ω/Ω/° C) است. این تقریب خطی برای فواصل دمای نسبتاً کوچک در حدود دمای مرجع معتبر است.

با این حال ، هنگام در نظر گرفتن دامنه دمای وسیع تر ، شرایط غیر خطی در معادله Callendar - Van Dusen قابل توجه است. به عنوان مثال ، در کاربردهای صنعتی که در آن دامنه دما می تواند از 200 درجه سانتیگراد تا +850 درجه سانتیگراد طول بکشد ، عدم خطی بودن ترموسور PT100 را نمی توان نادیده گرفت.

درجه عدم خطی به طور معمول توسط سازنده از نظر حداکثر انحراف از تقریب خطی در محدوده دمای معین مشخص می شود. این انحراف اغلب به عنوان درصدی از بازده مقیاس کامل یا در درجه سانتیگراد بیان می شود.

عوامل مؤثر بر خطی

عوامل مختلفی می توانند بر خطی بودن یک ترموسورسور PT100 تأثیر بگذارند:

1 محدوده دما

همانطور که قبلاً ذکر شد ، عدم خطی یک ترموسنسور PT100 با عرض دامنه دما افزایش می یابد. شرایط مرتبه بالاتر در معادله Callendar - Van Dusen در دمای شدید قابل توجه تر می شود و باعث می شود مقاومت واقعی - درجه حرارت دما از تقریب خطی منحرف شود.

2. تحمل تولید

کیفیت مواد پلاتین و فرآیند تولید نیز می تواند خطی را تحت تأثیر قرار دهد. تغییرات در خلوص پلاتین ، ساختار عنصر سنجش و فرآیند کالیبراسیون می تواند انحرافات کوچکی را از رابطه با مقاومت ایده آل - دما ایجاد کند.

3.

هنگامی که یک جریان از طریق ترموسنسور PT100 عبور می کند تا مقاومت آن را اندازه گیری کند ، سنسور قدرت را از بین می برد و گرم می شود. این اثر گرمایشی می تواند باعث شود سنسور دمای بالاتری را نسبت به دمای واقعی محیط بخواند و همچنین می تواند بر خطی بودن سنسور ، به ویژه در جریان های بالاتر تأثیر بگذارد.

ملاحظات عملی برای کاربران

هنگام استفاده از ترموسنسور PT100 ، مهم است که عدم خطی آن را برای اطمینان از اندازه گیری دقیق دما در نظر بگیرید. در اینجا نکات عملی وجود دارد:

1 کالیبراسیون

کالیبراسیون منظم برای اصلاح برای هرگونه تحمل غیر خطی و تولیدی ضروری است. کالیبراسیون شامل مقایسه خروجی سنسور با دمای مرجع شناخته شده و تنظیم سیستم اندازه گیری بر این اساس است.

2. انتخاب دامنه دما

یک ترموسنسور PT100 را با دامنه دما مناسب برای کاربرد شما انتخاب کنید. در صورت امکان ، محدوده دما را محدود کنید تا غیر خطی به حداقل برسد. به عنوان مثال ، اگر کاربرد شما فقط به اندازه گیری دما بین 0 درجه سانتیگراد و 100 درجه سانتیگراد نیاز دارد ، یک سنسور مشخص شده برای این محدوده دارای خطی بهتر از یک سنسور است که برای محدوده وسیع تری طراحی شده است.

3. اندازه گیری جریان کم

برای به حداقل رساندن اثرات خود گرمایش ، از یک تکنیک اندازه گیری جریان کم استفاده کنید. بیشتر ابزارهای اندازه گیری دمای مدرن برای اعمال جریان بسیار ناچیز در ترموسنسور PT100 برای کاهش اتلاف برق طراحی شده اند.

محصولات ترموسنسور PT100 ما

در شرکت ما طیف گسترده ای از کیفیت بالا را ارائه می دهیمترموسنسور PT100محصولات ماسنسور دما WZP PT100برای کاربردهای صنعتی طراحی شده و اندازه گیری دمای دقیق و قابل اعتماد را ارائه می دهد. ما هم داریمتحقیقات RTD بهداشتیگزینه های کاربردی در صنایع غذایی و آشامیدنی ، دارویی و بیوتکنولوژی ، جایی که بهداشت از اهمیت بالایی برخوردار است.

سنسورهای ما با دقت تولید و کالیبره شده اند تا از خطی عالی در محدوده دمای مشخص خود اطمینان حاصل شود. ما همچنین پشتیبانی فنی را برای کمک به مشتریان خود در انتخاب سنسور مناسب برای برنامه های خود و پرداختن به هرگونه سؤال در مورد خطی و اندازه گیری دما ارائه می دهیم.

پایان

در نتیجه ، در حالی که یک ترموسنسور PT100 را می توان تقریباً خطی در محدوده دمای محدود در نظر گرفت ، اما رفتار غیر خطی را در محدوده وسیع تری نشان می دهد. درک اصول در مورد عملکرد آن ، عوامل مؤثر بر خطی و ملاحظات عملی برای استفاده برای اندازه گیری دقیق دما ضروری است.

اگر برای برنامه خود به ترموسورهای PT100 با کیفیت بالا نیاز دارید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای یک بحث مفصل با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا در انتخاب مناسب ترین سنسور و ارائه پشتیبانی لازم برای نیازهای اندازه گیری دمای شما ، به شما کمک کنند.

منابع

• Callendar ، HL (1887). در اندازه گیری عملی دما. مجله فلسفی ، 24 (147) ، 1 - 19.
• ون دوسن ، GK (1911). فرمول جدیدی برای رابطه بین مقاومت و دما برای دماسنجهای پلاتین. بولتن دفتر استاندارد ، 7 (4) ، 431 - 443.
• کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC). (2005). IEC 60751: دماسنج مقاومت به پلاتین صنعتی و سنسورهای دمای پلاتین.