Що таке терморезистор датчика PT100? 3-дротяний датчик температури PT100

Огляд датчика терморезистора PT100 :
Коли PT100 знаходиться на 0 градусів Цельсія, його опір 100 Ом, тому він отримав назву PT100. Його опір буде зростати з приблизно однаковою швидкістю в міру підвищення температури. Але співвідношення між ними не є простим пропорційним співвідношенням, але має бути ближче до параболи. Оскільки опір ізоляції PT100 на градус Цельсія дуже малий, в межах 1 Ом, йому судилося мати більш складну схему, оскільки в реальному використанні, провід буде довшим, буде опір лінії, і будуть перешкоди, тому читати опір складніше. ПТ100 зазвичай двопровідний, трипровідний і чотирипровідний методи вимірювання, кожна зі своїми перевагами та недоліками. Чим більше проводів, чим складніша схема вимірювання і тим вища вартість, але відповідна точність краща. Зазвичай існує кілька схем тестування, використання спеціальної мікросхеми для читання, або джерело постійного струму, або операційний підсилювач для створення. Виділені мікросхеми, природно, дорогі, тому в цій статті для створення та збору значень опору PT100 використовується операційний підсилювач. Наступний малюнок є частковим зображенням шкали PT100:

Чіп Pt100, тобто, його опір 100 ом при 0 ступенів, 18.52 ом при -200 ступенів, 175.86 ом при 200 ступенів, і 375.70 ом при 800 ступенів.

Термічний опір типу PT100 K, термопара датчик температури датчик температури

3-дротяний датчик температури PT100

Датчик температури поверхневого монтажу pt100 платиновий терморезистор датчик температури двигуна

Формула теплового опору має вигляд Rt=Ro(1+A*t+B*t*t);Rt=Ro[1+A*t+B*t*t+C(т-100)*т*т*т], t означає температуру за Цельсієм, Ro — значення опору при нульових градусах Цельсія, A, Б, C — усі вказані коефіцієнти, для Pt100, Ro дорівнює 100 ℃.

Діапазон вимірювання датчика температури Pt100:
-200℃～+850 ℃; допустиме значення відхилення △℃: Клас А ±(0.15+0,002│т│), Клас B ±(0.30+0,005│т│). Термічний час відгуку <30с; мінімальна глибина введення: мінімальна глибина введення терморезистора становить ≥200 мм.

Допустимий струм ≤5 мА. Крім того, датчик температури Pt100 також має переваги стійкості до вібрації, хороша стійкість, висока точність, і стійкість до високої напруги.

див? Сила струму не може перевищувати 5 мА, і опір змінюється з температурою, тому на напругу також слід звернути увагу.

З метою підвищення точності вимірювання температури, слід використовувати мостове джерело живлення 1 В, а еталонне джерело живлення 5 В аналого-цифрового перетворювача має бути стабільним на рівні 1 мВ. Якщо дозволяє ціна, лінійність датчика Pt100, АЦП і операційний підсилювач мають бути високими. В той же час, використання програмного забезпечення для виправлення помилки може зробити виміряну температуру з точністю до ±0,2 ℃.

Використання датчика температури Pt100, Датчик температури Pt100 є аналоговим сигналом. У практичному застосуванні він має дві форми: один полягає в тому, що його не потрібно відображати, і він переважно збирається на plc. В даному випадку, при його використанні, потрібна лише одна інтегральна схема pt100. Слід зазначити, що ця інтегральна схема збирає не струмові сигнали, а значення опору. Інтегральна схема pt100 (для забезпечення робочої напруги потрібен джерело живлення +-12 В постійного струму) безпосередньо перетворює зібраний опір на 1-5 В постійного струму та вводить його в ПЛК. Після простого +-*/ розрахунок, можна отримати відповідне значення температури (ця форма може збирати кілька каналів одночасно). Іншим типом є один датчик температури pt100 (робоче джерело живлення 24VDC), який генерує струм 4-20 МА, а потім перетворює струм 4-20 МА в напругу 1-5 В через плату струму 4-20 МА. Відмінність полягає в тому, що його можна підключити до електромагнітного покажчика. Решта в основному те саме, тому я не буду пояснювати це детально.

Область застосування
* Підшипники, циліндри, нафтові труби, водопровідні труби, паропроводи, текстильні машини, кондиціонери, вимірювання та контроль температури водонагрівачів та іншого невеликого промислового обладнання.
* Автомобільні кондиціонери, холодильники, морозильні камери, диспенсери для води, кавові машини, сушарки, середньо- та низькотемпературні сушильні шафи, бокси постійної температури, тощо.
* Облік тепла трубопроводу опалення/охолодження, централізоване кондиціонування повітря вимірювання та контроль побутової теплової енергії та промислової температури.

Огляд принципу трипровідного PT100
На малюнку вище показана трипровідна схема попереднього підсилювача PT100. Датчик PT100 веде до трьох проводів з абсолютно однакового матеріалу, діаметр і довжина дроту, а спосіб підключення показаний на малюнку. На мостову схему, що складається з R14, подається напруга 2 В, R20, R15, Z1, PT100 і опір його дроту. Z1, Z2, Z3, D11, D12, D83 і кожен конденсатор відіграють роль фільтрації та захисту в схемі. Їх можна ігнорувати під час статичного аналізу. Z1, Z2, Z3 можна розглядати як коротке замикання, і D11, D12, D83 і кожен конденсатор можна розглядати як відкритий ланцюг. Від резисторного дільника напруги, V3=2*R20/(R14+20)=200/1100=2/11 ……a. З віртуального корот, напруга контактів 6 і 7 U8B дорівнює напрузі виводу 5 V4=V3 ……b. Від віртуального короткого замикання, ми знаємо, що струм не тече через другий висновок U8A, тому струм, що протікає через R18 і R19, дорівнює. (V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18 ……в. Від віртуального короткого замикання, ми знаємо, що струм не протікає через третій контакт U8A, V1=V7 ……d. У мостовому ланцюзі, R15 з'єднаний послідовно з Z1, PT100 і опір лінії, і напруга, отримана шляхом послідовного підключення PT100 і опору лінії, додається до третього висновку U8A через резистор R17, V7=2*(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0) ……д. Від віртуального короткого замикання, ми знаємо, що напруга третього контакту та другого контакту U8A рівні, V1=V2 ……f. З abcdef, ми отримуємо (V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2. Спрощено, отримуємо V5=(102.2*V7-100V3)/2.2, тобто, V5=(204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11)/2.2 ……g. Вихідна напруга V5 у наведеній вище формулі є функцією Rx. Давайте подивимося на вплив опору лінії. Зверніть увагу, що на електричній схемі є два V5. У контексті, ми посилаємося на U8A. Між ними немає ніяких стосунків. Падіння напруги на опорі лінії в нижній частині PT100 проходить через середній опір лінії, Z2, і R22, і додається до 10-го контакту U8C. Від віртуального відключення, ми знаємо, що V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0) ……a. (V6-V10)/R25=V10/R26……b. Від уявного короткого замикання, ми знаємо, що V10=V5……в. З формули abc, отримуємо V6=(102.2/2.2)V5=204,4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)]……ч. З групи рівнянь, що складається з формули gh, ми знаємо, що якщо вимірюються значення V5 і V6, Rx і R0 можна обчислити. Знаючи Rx, ми можемо дізнатися температуру, подивившись на шкалу PT100. Отже, отримуємо дві формули, а саме V6=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)] і V5=(204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11)/2.2. V5 і V6 - це напруги, які ми хочемо зібрати, які є відомими умовами. Щоб отримати остаточну формулу, ми повинні вирішити ці дві формули. До речі, Z1, Z2 і Z3 є трьома конденсаторами фільтра з трьома полюсами. Фактичні об’єкти показані на малюнку нижче, з версіями для плагіна та поверхневого монтажу.