Sensor PT100 là gì?

Sensor PT100 là gì?

Máy đo nhiệt độ điện trở Platinum 100, hoặc Pt100, là một phần quan trọng của nhiều ứng dụng điều khiển quá trình.

Đo nhiệt độ chính xác và hoạt động bên bỉ là một yêu cầu đối với nhiều quy trình. Bao gồm gia nhiệt và làm lạnh, phản ứng hóa học, thanh trùng và nhiều quy trình khác.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp thông tin sau:

– Giới thiệu với bạn nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ điện trở Platinum 100 (PT100).

– Mô tả các đặc tính vật lý của cảm biến PT100 khiến nó có giá trị trong việc kiểm soát nhiệt độ.

– Mô tả các cách cảm biến PT100 RTD có thể được tích hợp vào hệ thống đo lường và điều khiển.

Sensor PT100 là gì?

Resistance Temperature Detectors, hoặc RTD; là một loại cảm biến điện trở thay đổi khi nhiệt độ của môi trường được thay đổi.

Sự thay đổi của điện trở này tỷ lệ với nhiệt độ và thay đổi theo kiểu tuyến tính theo nhiệt độ.

Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ tăng, điện trở của RTD cũng tăng theo. Vì vậy, nếu chúng ta có thể đo điện trở của RTD, chúng ta có thể xác định nhiệt độ. Tại sao thế này? Đó là hoàn toàn do các đặc tính vật lý của vật liệu mà từ đó RTD được cấu tạo.

Sensor PT100 là gì

Trong khi RTD có thể được sản xuất từ ​​nhiều kim loại, bao gồm niken và đồng , bạch kim thể hiện các đặc tính vật lý khiến nó trở nên lý tưởng để sử dụng trong cảm biến nhiệt độ RTD.

Platium là gì

Tính chất vật lý của bạch kim

Chúng ta hãy xem xét các tính chất vật lý của bạch kim. Đầu tiên, bạch kim là một nguyên tố cơ bản, với ký hiệu hóa học là PT . Đó là phần đầu tiên của tên gọi PT100 RTD.

Bạch kim có trọng lượng phân tử là 195, làm cho nó trở thành một kim loại khá nặng với các điện tử tự do để làm cho nó dẫn điện tốt, mặc dù không tốt bằng đồng hoặc bạc.

Tính chất vật lý của Platium

Bạch kim thể hiện điện trở thay đổi theo kiểu gần như tuyến tính với nhiệt độ và có điện trở chính xác 100,00 ohms ở 0 độ C. Đây là nơi xuất phát phần thứ hai của ký hiệu Pt100 .

Đặc tính Platium

Một đặc tính khác của bạch kim khiến nó có giá trị cao trong việc đo nhiệt độ là nó khá trơ. Nó không phản ứng với các hợp chất khác ở bất kỳ mức độ nào.

Hệ số Anpha là gì?

Vậy điện trở của bạch kim thay đổi bao nhiêu theo nhiệt độ? Độ tinh khiết của bạch kim được sử dụng ảnh hưởng đến sự thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi.

Pt100 RTD phổ biến nhất được sử dụng trong công nghiệp là loại có thể thay đổi điện trở ở tốc độ khoảng 0,385 ôm cho mỗi độ tăng nhiệt độ C.

Rtd là gì

Chúng tôi biết điện trở của cảm biến Pt100 ở 0 độ C là 100 ohms. Do đó, điện trở mà chúng tôi mong đợi ở 100 độ C sẽ là 138,5 ohms.

Nhiệt độ hoạt động của Platium

Hệ số 385  xuất phát từ phương trình xấp xỉ điện trở của RTD dựa trên các đặc tính vật lý của nó.

Phương trình liên hệ giữa điện trở của RTD ở nhiệt độ được đo với điện trở ở 0 độ C. Hệ số alpha  trong phương trình này mô tả tốc độ thay đổi của điện trở theo nhiệt độ.

Hệ số alpha là gì

Đối với Pt100 RTD, chúng tôi đã mô tả nếu chúng tôi thay thế các giá trị điện trở của Pt100 RTD ở 0 và ở 100 độ C, chúng tôi thấy rằng giá trị của alpha là 0,00385 .

Biết alpha, chúng ta có thể tính toán điện trở gần đúng mà RTD sẽ thể hiện ở bất kỳ nhiệt độ nào trong phạm vi của nó.

Pt100 RTD thường được gọi là Pt100 (385) RTD. Có những RTD bằng bạch kim thể hiện các giá trị alpha khác nhau và những giá trị đó sẽ được chỉ định bằng các giá trị alpha tương ứng, chẳng hạn như với cảm biến Pt100 (391) .

Bảng tiêu chuẩn Pt100 (385) RTD

Phương trình này chỉ mang tính chất gần đúng, vì vậy để biết nhiệt độ thực tại bất kỳ điện trở đo được nào, chúng ta sẽ cần tham khảo bảng điện trở tiêu chuẩn được công bố cho cảm biến Pt100 (385) , như bảng hiển thị ở đây.

Bảng tiêu chuẩn nhiệt độ PT100

Pt100 RTD thường được cấu tạo bằng cách quấn một dây bạch kim mỏng xung quanh một lõi không dẫn điện giúp hỗ trợ dây mỏng. Toàn bộ cụm được bọc trong một vỏ bọc để bảo vệ cảm biến và tạo độ ổn định cho cảm biến.

Cấu tạo pt100

Trong các ứng dụng công nghiệp, RTD thường được đặt bên trong các ống kim loại bảo vệ được gọi là thermowell . Chiều dài của RTD và thiết kế của thermowell là các thông số thiết kế do kỹ sư thiết bị xác định.

Thermowells

PT100 RTD có thể được chế tạo từ một dây bạch kim duy nhất, tạo ra một cảm biến có hai dây dẫn.

Các dây dẫn này có thể được kết nối với một thẻ I / O đặc biệt được thiết kế để chấp nhận đầu vào RTD; hoặc các dây dẫn này có thể được kết nối với bộ truyền nhiệt độ , sẽ xuất ra tín hiệu 4-20mA tiêu chuẩn.

Trong cả hai trường hợp, thẻ I / O hoặc máy phát sẽ có phần sụn xác định nhiệt độ được đọc bởi RTD từ điện trở đo được.

Bảng chúng tôi đã cho bạn thấy trước đây được lập trình vào máy phát và thẻ đầu vào tương tự RTD .

Ứng dụng PT100

PT100 RTD 2 dây

Để xác định điện trở của RTD, một mạch cầu đặc biệt được sử dụng, được gọi là cầu Wheatstone .

Trong sơ đồ này, có bốn điện trở. Các điện trở A, B, C có giá trị như nhau. Điện trở thứ tư chính là RTD và điện trở của nó có thể được suy ra từ hiệu điện thế đo qua hai chân của cầu.

Cấu tạo Pt100 2 dây

Thiết kế RTD 2 dây này không chính xác lắm vì bản thân dây dẫn bạch kim có điện trở do chiều dài của dây và các điểm kết nối. Ngoài ra còn có điện trở từ nhiệt độ được phát hiện tại điểm đo

Cấu tạo Pt100 2 dây

PT100 RTD 3 dây

Để bù cho điện trở tăng thêm này, một dây bạch kim thứ hai được thêm vào cảm biến ở dây dẫn thứ ba.

Đạo trình thứ ba này được sử dụng, để xác định điện trở của chính dây dẫn, và điện trở được trừ khỏi điện trở đo tổng thể để cung cấp điện trở thực do chỉ thay đổi nhiệt độ.

Các RTD 3 dây này được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành. Mặc dù đắt hơn RTD 2 dây, độ ổn định và độ chính xác được bổ sung rất xứng đáng với chi phí bổ sung.

Cấu tạo Pt100 3 dây

Tóm lược

Trong bài viết này, chúng tôi đã giới thiệu cho các bạn về nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ điện trở Platinum 100. Đặc tính vật lý của nó và cách sử dụng cảm biến Pt100 trong các hệ thống đo lường và điều khiển công nghiệp.

Chúng tôi đã chứng minh mối quan hệ tuyến tính giữa nhiệt độ, và điện trở đối với bạch kim. Đặc tính này của cảm biến Pt100 làm cho các cảm biến này trở nên đáng tin cậy, chính xác và giá cả phải chăng cho hầu hết các nơi cần phép đo nhiệt độ.

Cảm ơn các bạn đã xem bài viết chia sẻ. Nguồn bài viết trích từ REALPARS. Bài viết tham khảo : Bộ điều khiển PID là gì

Quý khách có nhu cầu mua cảm biến nhiệt độ PT100, can K,…hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn miễn phí nhé.

Nguyễn Long Hội

Mobi: 0939.266.845

Email: hoi.nguyen@huphaco.vn

Web: cambiendoapsuat.vn

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *