Čo je tepelný odpor snímača PT100? 3-drôtová teplotná sonda PT100

Prehľad snímača tepelného odporu PT100 :
Keď je PT100 na 0 stupňov Celzia, jeho odpor je 100 ohmy, preto má názov PT100. Jeho odpor sa bude zvyšovať približne rovnomerne so stúpajúcou teplotou. Ale vzťah medzi nimi nie je jednoduchý proporcionálny vzťah, ale mala by byť bližšie k parabole. Pretože izolácia odporu PT100 na stupeň Celzia je veľmi malá, v rozsahu 1Ω, je predurčený mať komplikovanejší obvod, pretože pri skutočnom používaní, drôt bude dlhší, vznikne odpor vedenia, a dôjde k rušeniu, takže je ťažšie prečítať odpor. PT100 má zvyčajne dvojvodičový, trojvodičové a štvorvodičové metódy merania, každý má svoje výhody a nevýhody. Čím viac drôtov, čím zložitejší je merací obvod a tým vyššie náklady, ale zodpovedajúca presnosť je lepšia. Zvyčajne existuje niekoľko testovacích schém, pomocou špeciálneho integrovaného obvodu na čítanie, alebo zdroj konštantného prúdu, alebo zostaviť operačný zosilňovač. Vyhradené integrované obvody sú prirodzene drahé, takže tento článok používa operačný zosilňovač na vytváranie a zhromažďovanie hodnôt odporu PT100. Nasledujúci obrázok je čiastočným obrázkom stupnice PT100:

Čip Pt100, to je, jeho odpor je 100 ohmy na 0 stupňa, 18.52 ohmy na -200 stupňa, 175.86 ohmy na 200 stupňa, a 375.70 ohmy na 800 stupňa.

Tepelný odpor typu PT100 K, termočlánkový snímač teploty teplotná sonda

3-drôtová teplotná sonda PT100

Povrchový teplotný snímač pt100 platinový tepelný odporový snímač teploty motora

Vzorec tepelného odporu je v tvare Rt=Ro(1+A*t+B*t*t);Rt = Ro[1+A*t+B*t*t+C(t-100)*t*t*t], t predstavuje teplotu v stupňoch Celzia, Ro je hodnota odporu pri nula stupňoch Celzia, A, B, C sú všetky špecifikované koeficienty, pre Pt100, Ro sa rovná 100 ℃.

Rozsah merania snímača teploty Pt100:
-200℃～ + 850 ℃; prípustná hodnota odchýlky △℃: Trieda A ±(0.15＋0,002│t│), Trieda B ±(0.30＋0,005│t│). Čas tepelnej odozvy <30s; minimálna hĺbka vloženia: minimálna hĺbka vloženia tepelného odporu je ≥200 mm.

Prípustný prúd ≤ 5 mA. Navyše, teplotný snímač Pt100 má tiež výhody odolnosti voči vibráciám, dobrá stabilita, vysoká presnosť, a odolnosť voči vysokému napätiu.

Pozri? Prúd nemôže byť väčší ako 5 mA, a odpor sa mení s teplotou, takže treba venovať pozornosť aj napätiu.

S cieľom zlepšiť presnosť merania teploty, mal by sa použiť 1V mostový napájací zdroj, a referenčné napájanie 5V A/D prevodníka by malo byť stabilné na úrovni 1mV. Ak to cena dovolí, linearita snímača Pt100, A/D prevodník a operačný zosilňovač by mali byť vysoké. Súčasne, pomocou softvéru na opravu chyby môže byť nameraná teplota presná na ±0,2 °C.

Použitie snímača teploty Pt100, Teplotný snímač Pt100 je analógový signál. V praktických aplikáciách má dve podoby: jedným z nich je, že sa nemusí zobrazovať a zbiera sa hlavne plc. V tomto prípade, pri jeho používaní, je potrebný iba jeden integrovaný obvod pt100. Je potrebné poznamenať, že tento integrovaný obvod nezhromažďuje prúdové signály, ale hodnoty odporu. Integrovaný obvod pt100 (potrebuje napájanie +-12V DC na zabezpečenie pracovného napätia) priamo prevádza zozbieraný odpor na 1-5V DC a privádza ho do PLC. Po jednoduchom +-*/ výpočet, možno získať zodpovedajúcu hodnotu teploty (tento formulár môže zhromažďovať viacero kanálov súčasne). Ďalším typom je jeden teplotný snímač pt100 (Pracovné napájanie je 24VDC), ktorý generuje prúd 4-20MA, a potom konvertuje prúd 4-20MA na napätie 1-5V cez obvodovú dosku prúdu 4-20MA. Rozdiel je v tom, že môže byť pripojený k elektromagnetickému indikačnému prístroju. Zvyšok je v podstate rovnaký, tak to nebudem podrobne vysvetlovat.

Rozsah použitia
* Ložiská, valcov, olejové potrubia, vodovodné potrubia, parné potrubia, textilné stroje, klimatizácia, ohrievače vody a iné malé priestorové priemyselné zariadenia na meranie a reguláciu teploty.
* Autoklimatizácie, chladničky, mrazničky, dávkovače vody, kávové stroje, sušičky, sušiace pece so strednou a nízkou teplotou, boxy s konštantnou teplotou, tam.
* Meranie tepla v potrubí vykurovania/chladu, centrálna klimatizácia meranie tepelnej energie v domácnostiach a meranie a regulácia teploty v priemyselnom poli.

Prehľad princípu trojvodičového PT100
Na obrázku vyššie je trojvodičový obvod predzosilňovača PT100. Senzor PT100 vedie k trom vodičom z presne rovnakého materiálu, priemer a dĺžka drôtu, a spôsob pripojenia je znázornený na obrázku. Na mostíkový obvod zložený z R14 je privedené napätie 2V, R20, R15, Z1, PT100 a jeho drôtový odpor. Z1, Z2, Z3, D11, D12, D83 a každý kondenzátor zohrávajú v obvode filtračnú a ochrannú úlohu. Počas statickej analýzy ich možno ignorovať. Z1, Z2, Z3 možno považovať za skrat, a D11, D12, D83 a každý kondenzátor možno považovať za otvorený obvod. Z odporového deliča napätia, V3=2*R20/(R14+20)=200/1100 = 2/11 ……a. Z virtuálnej skratky, napätie kolíkov 6 a 7 U8B sa rovná napätiu kolíka 5 V4 = V3 ……b. Z virtuálneho skratu, vieme, že cez druhý kolík U8A nepreteká žiadny prúd, takže prúd pretekajúci cez R18 a R19 je rovnaký. (V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18 ……c. Z virtuálneho skratu, vieme, že cez tretí kolík U8A nepreteká žiadny prúd, V1 = V7 ……d. V mostovom okruhu, R15 je zapojený do série so Z1, PT100 a odpor vedenia, a napätie získané zapojením PT100 a odporu vedenia do série sa pridá na tretí kolík U8A cez odpor R17, V7=2*(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0) ……e. Z virtuálneho skratu, vieme, že napätie tretieho kolíka a druhého kolíka U8A sú rovnaké, V1=V2 ……f. Z abcdef, dostaneme (V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2. Zjednodušené, dostaneme V5=(102.2*V7-100V3)/2.2, to je, V5=(204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11)/2.2 ……g. Výstupné napätie V5 vo vyššie uvedenom vzorci je funkciou Rx. Pozrime sa na vplyv odporu vedenia. Všimnite si, že v schéme zapojenia sú dva V5. V kontexte, odkazujeme na ten na U8A. Nie je medzi nimi žiadny vzťah. Pokles napätia generovaný na odpore vedenia v spodnej časti PT100 prechádza cez odpor stredného vedenia, Z2, a R22, a je pridaný k 10. kolíku U8C. Od virtuálneho odpojenia, vieme, že V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0) ……a. (V6-V10)/R25=V10/R26……b. Z pomyselného skratu, vieme, že V10=V5……c. Zo vzorca abc, dostaneme V6=(102.2/2.2)V5=204,4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)]……h. Zo skupiny rovníc zloženej zo vzorca gh, vieme, že ak sa merajú hodnoty V5 a V6, Rx a R0 je možné vypočítať. Poznať Rx, môžeme poznať teplotu pohľadom na stupnici PT100. Preto, dostaneme dva vzorce, konkrétne V6=204,4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)] a V5=(204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11)/2.2. V5 a V6 sú napätia, ktoré chceme zbierať, čo sú známe stavy. Ak chcete získať konečný vzorec, musíme vyriešiť tieto dva vzorce. Mimochodom, Z1, Z2 a Z3 sú tri trojpólové filtračné kondenzátory s priechodnými otvormi. Skutočné objekty sú zobrazené na obrázku nižšie, so zásuvnými verziami a verziami pre povrchovú montáž.