Funktionen des RTD-Pt100-Sensors
Der Pt100-Sensorfühler ist der am weitesten verbreitete Typ von Widerstandstemperaturdetektoren (RTD = Widerstandstemperaturdetektor), und wie alle Widerstandsthermometer, Es nutzt den elektrischen Widerstand, um die Temperatur zu messen. Daher, Ein Widerstandsthermometer zeigt Temperaturen nicht direkt an, sondern die Größe des Widerstands in Ohm als Funktion der Temperatur.
Platin ist das Hauptmaterial für hochpräzise Widerstandstemperatursensoren, inklusive Pt100-Sensor. Das Pt100-Widerstandsthermometer ist der am häufigsten verwendete Temperaturfühler in der Fertigungsprozesskontrolle, da es einen weiten Temperaturbereich abdeckt -200 ° C bis +850 °C und zeichnet sich durch eine gute Messgenauigkeit und Wiederholbarkeit aus, was auch Voraussetzung für Labormessungen ist.
Aus diesen Gründen, Der Pt100-Sensorfühler wird häufig dem Thermoelement vorgezogen.
Die PT100 -Sensorsonde hat einen Widerstand von 100 Ohm bei 0 ° C und 138.5 Ohm bei 100 °C. Sein Widerstand variiert linear mit der Temperatur, d.h., Mit zunehmender Temperatur, auch der Widerstand des PT100; daher, Wenn wir den Widerstand messen können, Wir können die Temperatur bestimmen.
Der pt100-Temperatursensor ist ein Instrument, das Temperaturvariablen in ein übertragbares normiertes Ausgangssignal umwandelt. Wird hauptsächlich zur Messung und Steuerung von Temperaturparametern in industriellen Prozessen verwendet. Ein Sender mit Sensor besteht in der Regel aus zwei Teilen: dem Sensor und dem Signalwandler. Der Sensor ist hauptsächlich ein Thermoelement oder ein Thermowiderstand; Der Signalwandler besteht im Wesentlichen aus einer Messeinheit, eine Signalverarbeitungs- und eine Konvertierungseinheit (da industrielle Thermowiderstände und Thermoelementskalen standardisiert sind, Signalwandler werden auch als Sender bezeichnet), Einige Sender verfügen über zusätzliche Anzeigeeinheiten, und einige verfügen auch über Feldbusfunktionen.
Ausgangssignal des Pt100-Temperatursensors
Wenn der Pt100-Temperatursensor aus zwei Sensoren besteht, wird die Temperaturdifferenz gemessen, Zwischen dem Ausgangssignal und der Temperaturdifferenz besteht ein gegebener kontinuierlicher funktionaler Zusammenhang. Zwischen dem Ausgangssignal des Pt100-Temperatursensors und der Temperaturvariable besteht ein gegebener kontinuierlicher funktionaler Zusammenhang (normalerweise eine lineare Funktion). Die frühe Produktion von PT100-Temperatursensoren weist eine lineare funktionale Beziehung zwischen ihrem Ausgangssignal und dem Widerstandswert auf (oder Spannungswert) des Temperatursensors. Bei den standardisierten Ausgangssignalen handelt es sich hauptsächlich um Gleichstromsignale von 0mA~10mA und 4mA~20mA (oder 1V~5V). Andere standardisierte Ausgangssignale mit besonderen Bestimmungen sind nicht ausgeschlossen. Temperaturtransmitter können je nach Art der Stromversorgungsverdrahtung in Zweileitersysteme und Vierleitersysteme unterteilt werden. Zu den Sendern gehören Kombinationsgeräteserien mit elektrischen Einheiten (Typ DDZ-Ⅱ, Typ DDZ-Ⅲ und Typ DDZ-S), miniaturisierter modularer Typ und multifunktionaler intelligenter Typ. Ersteres verfügt nicht über einen Pt100-Temperatursensor, Die beiden letztgenannten Sendertypen können problemlos mit Thermoelementen oder Thermowiderständen kombiniert werden, um einen mit Sensoren ausgestatteten Sender zu bilden.
Messmethode von pt100
Konstantstrom- und Konstantspannungsmethode
In traditioneller Besetzung, Diese Methode wird im Allgemeinen verwendet. Nach dem Aufbau der Konstantstrom- oder Konstantspannungsmethode, Verwenden Sie das Ohmsche Gesetz, um den Widerstandswert von Pt100 zu berechnen, und fragen Sie dann die Graduierungstabelle ab, um die Temperatur zu erhalten. Diese Methode ist die einfachste und vielseitigste.
UTI-Methode der universellen Sensorschnittstelle
Obwohl die traditionelle Methode einfach ist, es hat viele Mängel. Verwendung eines universellen Sensorschnittstellenchips, Es ist lediglich ein temperaturunempfindlicher Referenzwiderstand erforderlich. Durch Anschluss von Pt100 an den UTI-Stromkreis, Das Verhältnis zwischen Pt100 und dem Referenzwiderstand kann über die MCU ermittelt werden, Dadurch werden der Widerstandswert und die Temperatur ermittelt. Dieser Ansatz funktioniert gut für Mikroprozessoren (MCU)-basierte Systeme. Alle UTI-Informationen werden nur über ein MCU-kompatibles Signal ausgegeben, Dadurch werden externe Verkabelungen und Koppler zwischen einzelnen Modulen erheblich reduziert.
A) Schaltplan zum Anschließen 1 Pt100__
B) Schaltplan zum Anschließen 2 Zu 3 Pt100_______
C) Schaltplan zum Anschließen 8 Pt100__
Pt100-Toleranzklassen
Die Toleranzklasse eines Pt100-Fühlers gibt die Genauigkeit an, mit der der Sensor die von der IEC definierte Temperatur messen kann 60751 Standard.
Die häufigste Genauigkeit (Toleranz) Die Klassen für Pt100-Sonden sind Klasse AA, A, B und C.
Klasse AA hat eine Toleranz von ±0,10 °C 0 °C und ±0,53 °C bei 250 °C.
Klasse A hat eine Toleranz von ±0,15 °C 0 °C und ±1,05 °C bei 450 °C.
Klasse B hat eine Toleranz von ±0,3 °C 0 °C und ±3,3 °C bei 600 °C.
Klasse C hat eine Toleranz von ±0,6 °C 0 °C und ±6,6 °C bei 600 °C.
Es gibt auch eine genauere Genauigkeit (Toleranz) Klassen, wie zum Beispiel 1/5 AUS der Stadt 1/10 DIN konstruiert als Bruchteile der B-Toleranzklassenwerte
Jedoch, Diese Toleranzklassen kommen seltener vor und sind in der Regel teurer als die Klassen A, B und C. Außerdem, Um eine so genaue Toleranzklasse zu gewährleisten, haben sie enge Einsatzbereiche.
Verkabelung des RTD-Pt100-Sensors
An die Ausleseinstrumentierung kann ein Widerstandstemperatursensor wie das Widerstandsthermometer angeschlossen werden 2, 3 oder 4 Drähte.
Die Wahl des Anschlusses hängt von der geforderten Genauigkeit der Temperaturmessung und der Art der Prozessanwendung ab.
2-Draht Pt100 RTD-Sensor
Der 2-Leiter-Pt100 ist am wenigsten genau, da sich der Widerstand des Anschlusskabels als Fehler zur Messung des Widerstands bei der erfassten Temperatur addiert.
Wie erwähnt, Diese Anschlussart gleicht den Widerstand des Anschlusskabels nicht aus, Dies kann den Messwert stark beeinflussen, umso stärker, je größer die Kabellänge ist.
Der 2-Leiter-Pt100 ist die einfachste Konfiguration, aber weniger genau und zuverlässig als der 3-Leiter-Pt100 und der 4-Leiter-Pt100. Es wird normalerweise bei kurzen Leitungen oder dort eingesetzt, wo keine hohe Genauigkeit erforderlich ist.
3-Draht Pt100 Sensor RTD
Um den zusätzlichen Widerstand auszugleichen, An der dritten Leitung wird dem Sensor ein zweiter Platindraht hinzugefügt.
Die dritte Leitung dient zur Bestimmung des Leitungswiderstandes selbst, der vom gesamten Messwiderstand abgezogen wird, Bereitstellung des wahren Widerstands allein aufgrund der Temperaturänderung.
Voraussetzung ist der Durchmesser der Leiter, und damit ihre Widerstände, sind gleich, wie es bei einem 3-Leiter-Anschluss vorausgesetzt wird.
Mit anderen Worten, Der 3-Leiter Pt100 ist ein Widerstandsthermometer, das über drei Drähte den Sensor mit dem Messgerät verbindet, Ermöglicht den Ausgleich von Schwankungen im Elektrokabel.
Der 3-Leiter-Pt100 wird am häufigsten in industriellen Anwendungen verwendet, bei denen die Temperaturmessgenauigkeit besser ist als der 2-Leiter-Pt100, aber weniger präzise und zuverlässig als der 4-Leiter Pt100.
4-Draht Pt100 Sensor RTD
Das 4-Leiter-Widerstandsthermometer Pt100 ist sehr präzise und wird häufig in Laboren eingesetzt, zum Messen der Temperatur von Flüssigkeiten und Gasen und wo höchste Ablesegenauigkeit erforderlich ist.
Der 4-Leiter-Pt100 unterscheidet sich vom 3-Leiter-Pt100 durch das Vorhandensein eines zusätzlichen Drahtes für jeden Pol des Sensors. Diese Kompensationsdrähte eliminieren die Auswirkungen von Schwankungen in den elektrischen Leitungen, die das Signal zu den Lesegeräten übertragen.
Daher ist das 4-Leiter-Pt100-Widerstandsthermometer aufgrund der Kompensation der Widerstände der zur Messung verwendeten Drähte genauer und zuverlässiger als das 3-Leiter-Pt100.
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