الاختلافات بين أجهزة الاستشعار Pt100 وPt1000

يقدم هذا المقال أجهزة استشعار البلاتين في أجهزة الكشف عن درجة الحرارة المقاومة (أهداف التنمية المستدامة), وخاصة الاختلافات بين Pt100 وPt1000. بما في ذلك مقاومتهم الاسمية, WZP, أب, ورقة البيانات, منحنيات مميزة ومزايا 3 سلك و 4 الأسلاك في تطبيقات مختلفة. ينصب التركيز على العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار أجهزة الاستشعار, مثل الخطية, نطاق درجة حرارة التشغيل, تأثير الرصاص وقضايا التوحيد.

PT100/PT1000 مستشعر درجة الحرارة مسبار 3*15 مللي متر التحكم الحراري

PT100 PT1000 سطح جبل المقاوم الحراري مسبار استشعار درجة الحرارة

مستشعر PT100 PT1000 مع كابل مسبار درجة الحرارة العالية

تستخدم العديد من الصناعات RTDs لقياس درجة الحرارة, والمستشعرات الموجودة في أغلب هذه الأجهزة هي Pt100 أو Pt1000. هذين المستشعرين لدرجة الحرارة لهما خصائص متشابهة, لكن الاختلاف في مقاومتها الاسمية قد يحدد أي مقاومة تختارها لتطبيقك.

كاشفات درجة حرارة المقاومة (أهداف التنمية المستدامة) وتسمى أيضًا موازين الحرارة المقاومة. لقد أصبحت أجهزة قياس درجة الحرارة شائعة نظرًا لموثوقيتها, دقة, براعة, التكرار وسهولة التركيب.

المبدأ الأساسي لـ RTD هو أن مستشعر السلك الخاص به (مصنوعة من معدن ذو مقاومة معروفة) تتغير قيمة مقاومتها مع ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاضها. على الرغم من أن موازين الحرارة المقاومة لها قيود معينة, بما في ذلك درجة حرارة القياس القصوى التي تبلغ حوالي 1100 درجة فهرنهايت (600درجة مئوية), بشكل عام، فهي حل مثالي لقياس درجة الحرارة لمجموعة واسعة من تصميمات المنتجات.

الفرق بين حساس Pt100 وحساس Pt1000

لماذا استخدام أجهزة الاستشعار البلاتينية?

يشيع استخدام Pt100 وPt1000 Platinum في أجهزة الاستشعار, خاصة لقياس درجة الحرارة, بسبب استقرارها الاستثنائي, مقاومة عالية للأكسدة, نطاق درجة حرارة التشغيل واسعة, وتغيير يمكن التنبؤ به للغاية في المقاومة الكهربائية مع درجة الحرارة, مما يجعلها مثالية لقراءات دقيقة وموثوقة في البيئات الصعبة.
يمكن أن يكون سلك الاستشعار في RTD مصنوعًا من النيكل, نحاس, أو التنغستن, لكن البلاتين (نقطة) هو إلى حد بعيد المعدن الأكثر استخدامًا. أنها أغلى من المواد الأخرى, لكن البلاتين له العديد من الخصائص التي تجعله مناسبًا بشكل خاص لقياس درجة الحرارة, مشتمل:

علاقة مقاومة درجات الحرارة الخطية تقريبًا
مقاومة عالية (59 Ω/cmf مقارنة بـ 36 Ω/سمف للنيكل)
لا يوجد انخفاض في المقاومة مع مرور الوقت
استقرار ممتاز
سلبية كيميائية جيدة جدا
مقاومة عالية للتلوث

الفرق بين حساسات Pt100 وPt1000?
الفرق الرئيسي بين مستشعر Pt100 وPt1000 هو مقاومتهما الاسمية عند 0 درجة مئوية, مع وجود مقاومة Pt100 100 أوم و Pt1000 وجود مقاومة 1000 أوم, مما يعني أن Pt1000 يتمتع بمقاومة أعلى بكثير, مما يجعلها أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب قياسًا دقيقًا لدرجة الحرارة مع الحد الأدنى من التأثير من مقاومة سلك الرصاص, خاصة في تكوينات الدوائر ذات السلكين; بينما يُفضل غالبًا استخدام Pt100 3 أو 4 دوائر الأسلاك بسبب انخفاض قيمة مقاومتها والتي يمكن أن تتأثر أكثر بمقاومة سلك الرصاص. النقاط الرئيسية حول أجهزة الاستشعار Pt100 وPt1000: المقاومة عند 0 درجة مئوية: لقد PT100 100 أوم, Pt1000 لديه 1000 أوم. ملاءمة التطبيق: يعد Pt1000 أفضل للتطبيقات ذات أسلاك الرصاص الطويلة أو الدوائر ذات السلكين نظرًا لمقاومته العالية, بينما يستخدم Pt100 غالبًا في 3 أو 4 دوائر الأسلاك للتعويض عن مقاومة سلك الرصاص.
الدقة في التغيرات الصغيرة في درجات الحرارة:
يعتبر Pt1000 بشكل عام أكثر دقة بالنسبة للتغيرات الصغيرة في درجات الحرارة نظرًا لتغير المقاومة الأكبر لكل درجة تغير في درجة الحرارة.
كلاهما موازين حرارة المقاومة البلاتينية (أهداف التنمية المستدامة):
يستخدم كلا المستشعرين البلاتين كعنصر استشعار ويعملان على أساس مبدأ أن مقاومة البلاتين تتغير مع درجة الحرارة.
من بين أجهزة الاستشعار RTD البلاتينية, Pt100 وPt1000 هما الأكثر شيوعًا. المقاومة الاسمية لمستشعر Pt100 عند نقطة الجليد (0درجة مئوية) هو 100Ω. المقاومة الاسمية لمستشعر Pt1000 عند 0 درجة مئوية هي 1000Ω. كلاهما لهما نفس خطية المنحنى المميزة, نطاق درجة حرارة التشغيل, ووقت الاستجابة. معامل درجة الحرارة للمقاومة هو نفسه أيضًا.

لكن, بسبب اختلاف المقاومة الاسمية, يمكن لجهاز استشعار Pt1000 القراءة 10 مرات أعلى من جهاز استشعار Pt100. يصبح هذا الاختلاف واضحًا عند مقارنة تكوينات السلكين حيث تنطبق أخطاء قياس سلك الرصاص. على سبيل المثال, قد يكون لـ Pt100 خطأ في القياس قدره +1.0 درجة مئوية, في حين أن Pt1000 قد يكون به خطأ قياس +0.1 درجة مئوية في نفس التصميم.
كيفية اختيار المستشعر البلاتيني المناسب

يعمل كلا النوعين من أجهزة الاستشعار بشكل جيد في تكوينات 3 أسلاك و 4 أسلاك, حيث تعوض الأسلاك والموصلات الإضافية تأثيرات مقاومة سلك الرصاص على قياس درجة الحرارة. كلا النوعين أيضا بأسعار مماثلة. لكن, تعد أجهزة استشعار Pt100 أكثر شيوعًا من أجهزة استشعار Pt1000 للأسباب التالية:

تتوفر مستشعرات Pt100 في كل من الإنشاءات السلكية والأغشية الرقيقة, منح المستخدمين الاختيار والمرونة. دائمًا ما تكون Pt1000 RTDs عبارة عن طبقة رقيقة.

لأن Pt100 RTDs تستخدم على نطاق واسع في الصناعات, وهي متوافقة مع مجموعة واسعة من الأدوات والعمليات.

فلماذا يختار شخص ما جهاز استشعار Pt1000? توفر المقاومة الاسمية الأكبر مزايا واضحة في المواقف التالية:

تعمل مستشعرات Pt1000 بشكل أفضل في التكوينات ذات السلكين وبأطوال الرصاص الأطول. كلما قل عدد الأسلاك وكلما كانت أطول, كلما تمت إضافة المزيد من المقاومة إلى القراءة, التسبب في عدم الدقة. يمكن للمقاومة الاسمية الأكبر لمستشعر Pt1000 أن تعوض هذه الأخطاء الإضافية.

تعد أجهزة استشعار Pt1000 أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تعمل بالبطارية. تستخدم المستشعرات ذات المقاومة الاسمية الأعلى تيارًا أقل، وبالتالي تتطلب طاقة أقل للتشغيل. يؤدي انخفاض استهلاك الطاقة إلى إطالة عمر البطارية وفترات الصيانة, تقليل وقت التوقف عن العمل والتكاليف.

لأن أجهزة الاستشعار Pt1000 تستهلك طاقة أقل, كما أنها تسخن ذاتيًا بشكل أقل. وهذا يعني عددًا أقل من أخطاء القراءة بسبب درجات الحرارة المحيطة الأعلى.

على العموم, توجد أجهزة استشعار درجة الحرارة Pt100 بشكل أكثر شيوعًا في تطبيقات العمليات, بينما تستخدم أجهزة الاستشعار Pt1000 في التبريد, التدفئة, تهوية, السيارات, وتطبيقات تصنيع الآلات.
استبدال RTDs: ملاحظة حول معايير الصناعة

من السهل استبدال RTDs, لكن الأمر لا يتعلق ببساطة باستبدال أحدهما بآخر. إحدى المشكلات التي يجب على المستخدمين معرفتها عند استبدال مستشعرات Pt100 وPt1000 الحالية هي المعايير الإقليمية أو الدولية.

يحدد المعيار الأمريكي القديم معامل درجة حرارة البلاتين 0.00392 o/° c (أوم لكل أوم لكل درجة مئوية). في DIN/IEC الأوروبي الأحدث 60751 معيار, تستخدم أيضا في أمريكا الشمالية, القيمة هي 0.00385 o/° c. هذا الاختلاف لا يكاد يذكر في درجات الحرارة المنخفضة, ولكن يصبح ملحوظا عند نقطة الغليان (100درجة مئوية), حيث يقرأ المعيار القديم 139.2Ω بينما يقرأ المعيار الجديد 138.5Ω.