Termistor PT100, znany również jako termistor platynowy, to precyzyjny czujnik temperatury oparty na zależnej od temperatury charakterystyce rezystancji metalu platynowego. Jego nominalna wartość rezystancji przy 0 ℃ wynosi 100 Ω, co jest zgodne z międzynarodową normą IEC 60751. Stał się jednym z najczęściej stosowanych detektorów temperatury w obszarach o średnich i niskich temperaturach ze względu na wysoką dokładność pomiaru, stabilną pracę, dobrą liniowość i szeroki zakres pomiaru temperatury. Jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach, takich jak automatyka przemysłowa, sprzęt medyczny, obserwacja meteorologiczna, lotnictwo i kalibracja laboratoryjna.
1. Przegląd produktu
Termistor PT100, znany również jako termistor platynowy, to precyzyjny czujnik temperatury oparty na zależnej od temperatury charakterystyce rezystancji metalu platynowego. Jego nominalna wartość rezystancji przy 0 ℃ wynosi 100 Ω, co jest zgodne z międzynarodową normą IEC 60751. Stał się jednym z najczęściej stosowanych detektorów temperatury w obszarach o średnich i niskich temperaturach ze względu na wysoką dokładność pomiaru, stabilną pracę, dobrą liniowość i szeroki zakres pomiaru temperatury. Jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach, takich jak automatyka przemysłowa, sprzęt medyczny, obserwacja meteorologiczna, lotnictwo i kalibracja laboratoryjna.
2. Zasada działania
Podstawową zasadą działania termistora PT100 jest wykorzystanie charakterystyki wartości rezystancji platyny metalicznej zmieniającej się wraz z temperaturą. Wartość rezystancji czystego drutu platynowego rośnie niemal liniowo wraz ze wzrostem temperatury, wykazując dodatni współczynnik temperaturowy. Gdy temperatura wynosi 0 ℃, jego wartość rezystancji wynosi dokładnie 100,00 Ω; Na każdy 1 ℃ wzrostu temperatury rezystancja wzrasta o około 0,385 Ω, a przy 100 ℃ wartość rezystancji wynosi około 138,5 Ω.
3, rodzaj i struktura produktu
（1） Typ
Zgodnie z nominalną wartością rezystancji przy 0 ℃, termistory platynowe dzielą się głównie na trzy typy: Pt10, Pt100 i Pt1000, przy czym PT100 jest najczęściej stosowany. Dodatkowo ze względu na formę konstrukcyjną rezystory termiczne PT100 można podzielić na typy montowane i pancerne:
Prefabrykowane: element czujnikowy temperatury jest zwykle wykonywany poprzez owinięcie drutu platynowego wokół szkieletu ceramicznego, szklanego lub mikowego, a następnie zamontowanie go w metalowej tulei ochronnej. Charakteryzuje się prostą konstrukcją i łatwą instalacją i nadaje się do ogólnych scenariuszy przemysłowych pomiarów temperatury.
Typ opancerzony: połączenie elementów wykrywających temperaturę, materiałów izolacyjnych i metalowych tulei jest wciągnięte w solidną całość, która ma zalety dobrej elastyczności, dużej odporności sejsmicznej i podatności na zginanie. Nadaje się do montażu i stosowania w skomplikowanych i wąskich przestrzeniach.
(2) Skład strukturalny
Termistor PT100 składa się głównie z elementów wykrywających temperaturę, tulei ochronnych, skrzynek przyłączeniowych i przewodów
Element wykrywający temperaturę: Jest to główny element, zwykle obejmujący elementy ceramiczne, elementy szklane i elementy mikowe, które są odpowiednio owinięte drutem platynowym wokół szkieletu ceramicznego, szkieletu szklanego i szkieletu mikowego i przetwarzane w skomplikowanych procesach. Ponadto istnieją cienkowarstwowe rezystory platynowe, które wykorzystują technologię cienkowarstwowego osadzania próżniowego do napylania platyny na podłoża ceramiczne o grubości warstwy mniejszej niż 2 mikrony. Przewody Ni (lub Pd) są mocowane za pomocą materiałów ze spieku szklanego i wykonywane za pomocą regulacji oporu lasera, co pozwala na osiągnięcie masowej produkcji przemysłowej.
Tuleja ochronna: stosowana do ochrony elementów czujnika temperatury przed korozją i uszkodzeniami mechanicznymi powodowanymi przez mierzone medium. Materiały zwykle obejmują stal nierdzewną 201, 304, 316, 316L itp., którą można wybrać w zależności od różnych środowisk użytkowania.
Skrzynka przyłączeniowa: służy do łączenia przewodów rezystorów termicznych i zewnętrznych obwodów pomiarowych, z dobrym uszczelnieniem, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu, wilgoci itp., zapewniając dokładność i stabilność pomiaru.
Przewód ołowiany: odpowiedzialny za przesyłanie sygnału rezystancji elementu czujnikowego temperatury do zewnętrznego sprzętu pomiarowego, z trzema metodami okablowania: dwuprzewodowym, trzyprzewodowym i czteroprzewodowym
4, metoda okablowania
（1） System dwuliniowy
Podłączenie przewodu na każdym końcu termistora w celu wyodrębnienia sygnału rezystancji jest prostą i wykonalną metodą prowadzenia. Jednakże rezystancja przewodu łączącego może mieć znaczący wpływ na wyniki pomiarów, dlatego nadaje się on tylko do sytuacji, w których wymagane są niskie wymagania dotyczące dokładności pomiaru.
(2) System trójprzewodowy
Podłącz jeden przewód u podstawy termistora i dwa przewody na drugim końcu, zwykle używany w połączeniu z mostkiem elektrycznym. Stosując zasadę mostka Wheatstone'a można skutecznie wyeliminować wpływ rezystancji ołowiu, co czyni ją najczęściej stosowaną metodą ołowiu w kontroli procesów przemysłowych. Ma znaczne zalety pod względem opłacalności, a błąd można kontrolować w zakresie ± 0,5 ℃ (przy 100 ℃).
(3) System czteroprzewodowy
Podłącz dwa przewody na każdym końcu rdzenia termistora, przy czym dwa przewody dostarczają stały prąd do termistora, przekształcają wartość rezystancji na sygnał napięciowy, a następnie kierują sygnał napięciowy do dodatkowego przyrządu przez pozostałe dwa przewody. Ta metoda okablowania może całkowicie wyeliminować wpływ rezystancji przewodu i zapewnia wyjątkowo wysoką dokładność pomiaru. Jednakże okablowanie jest skomplikowane i kosztowne, dzięki czemu nadaje się głównie do zastosowań takich jak laboratoria, które wymagają niezwykle wysokiej dokładności pomiaru.
5. Cechy produktu
(1) Wysoka precyzja
Dokładność pomiaru rezystancji termicznej PT100 jest bardzo wysoka, standardowe modele są podzielone na klasę A i klasę B. Klasa A pozwala na odchylenie ± (0,15+0,002 │ t │) ℃, natomiast klasa B pozwala na odchylenie ± (0,30+0,005 │ t │) ℃. Niektóre produkty o wysokiej precyzji mogą osiągnąć dokładność ± 0,1 ℃ lub nawet wyższą.
（2） Dobra stabilność
Platyna metaliczna ma dobrą stabilność fizyczną i obojętność chemiczną, odporność na utlenianie i korozję, stabilną długoterminową wydajność, minimalny dryft roczny i może zapewnić powtarzalność i wiarygodność wyników pomiarów.
(3) Szeroki zakres pomiaru temperatury
Jego zakres pomiarowy obejmuje od -200 ℃ do 850 ℃ i może zostać rozszerzony do -270 ℃ do 1064 ℃ w ekstremalnych warunkach, odpowiedni dla różnych scenariuszy pomiaru średnich i niskich temperatur oraz niektórych scenariuszy pomiarów w wysokich temperaturach.
（4） Krótki czas reakcji
Ogólnie rzecz biorąc, czas reakcji jest krótszy niż 30 sekund i może szybko wykryć zmiany temperatury i zapewnić terminową informację zwrotną na temat danych pomiarowych.
(5) Silna zdolność przeciwzakłóceniowa
W porównaniu do innych czujników temperatury, takich jak termopary, rezystory termiczne PT100 są mniej podatne na zakłócenia elektromagnetyczne i szczególnie nadają się do stosowania w złożonych przemysłowych środowiskach elektromagnetycznych.
6, Scenariusze zastosowania produktu
(1) Dziedzina produkcji przemysłowej
Przemysł metalurgiczny: stosowany do monitorowania temperatury wewnętrznej urządzeń takich jak wielkie piece, konwertory i piece elektryczne, a także do kontroli temperatury podczas procesów obróbki cieplnej stali, w celu zapewnienia stabilności procesów produkcyjnych i jakości produktu.
Przemysł petrochemiczny: monitorowanie w czasie rzeczywistym temperatury medium w urządzeniach, takich jak zbiorniki reakcyjne, wieże destylacyjne i systemy rurociągów w rafineriach i zakładach chemicznych, aby zapobiegać zagrożeniom, takim jak utrata kontroli nad reakcją chemiczną, zestalenie medium lub wycieki spowodowane nienormalną temperaturą.
Energetyka: Służy do monitorowania temperatury uzwojeń transformatorów, rdzeni żelaznych, szyn zbiorczych, a także kluczowych komponentów, takich jak wyłączniki i styczniki w szafach rozdzielczych podstacji, aby w porę ostrzegać o zagrożeniach związanych z przegrzaniem i unikać wypadków, takich jak zwarcia i pożary. W obszarze wytwarzania nowej energii, takiej jak układy modułów fotowoltaicznych i systemy chłodzenia falowników w elektrowniach fotowoltaicznych, przedziałach generatorów, przekładniach, łożyskach i innych elementach elektrowni wiatrowych, monitorowanie temperatury wykorzystuje się w celu optymalizacji parametrów pracy urządzeń, poprawy wydajności wytwarzania energii i wydłużenia żywotności sprzętu.
Przemysł mechaniczny: Monitorowanie temperatury odbywa się na wielu częściach, takich jak wrzeciono, forma i układ hydrauliczny obrabiarek CNC, maszyn do odlewania ciśnieniowego i wtryskarek, aby określić stan pracy sprzętu i zapobiec awariom mechanicznym i pogorszeniu dokładności spowodowanemu przegrzaniem.
（2） Branża medyczna
W sprzęcie medycznym, takim jak pojemniki chłodnicze do transportu szczepionek, sondy do monitorowania temperatury na oddziałach intensywnej terapii, sprzęt do sterylizacji medycznej itp., termistor PT100 może zapewnić bardzo precyzyjny pomiar temperatury, zapewniając bezpieczeństwo i efektywność procesów medycznych. Na przykład podczas transportu szczepionki monitorowanie w czasie rzeczywistym temperatury wewnątrz lodówki gwarantuje, że szczepionka pozostanie w określonym zakresie temperatur i utrzyma swoją aktywność.
(3) Rolnictwo i przemysł logistyki łańcucha chłodniczego
Inteligentne rolnictwo: w dużych szklarniach i oborach hodowlanych automatyczną kontrolę temperatury i wentylację osiąga się poprzez wielopunktowe monitorowanie temperatury w połączeniu z platformami IoT, aby zapewnić stabilny wzrost upraw i środowisko hodowli zwierząt gospodarskich.
Logistyka łańcucha chłodniczego: stosowana do wielopunktowego monitorowania temperatury w różnych obszarach półek dużych chłodni i chłodni, aby zapewnić, że temperatura przechowywania i transportu świeżej żywności i farmaceutycznych materiałów łańcucha chłodniczego spełnia standardy i zapobiega psuciu się.
（4） Pola badawcze i laboratoryjne
W eksperymentach naukowych opór cieplny PT100 jest powszechnie stosowany w eksperymentach w bardzo niskich temperaturach, testowaniu wydajności materiałów i innych scenariuszach, aby zapewnić dokładne dane dotyczące temperatury do eksperymentów. Sprzęt kalibracyjny w laboratorium często wykorzystuje termistor PT100 jako standardowy czujnik temperatury do kalibracji innych przyrządów do pomiaru temperatury.
