يستخدم جهاز استشعار درجة الحرارة PT100 حساس درجة الحرارة RTD (كاشف درجة حرارة المقاومة) لقياس درجة الحرارة. وهو مصنوع من البلاتين ومقاومته 100 أوم عند 0 درجة مئوية. ويحظى بالتقدير لدقته وثباته على نطاقات درجات الحرارة الواسعة. مناسب لمجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية، وهو متوفر في عدة تكوينات، بما في ذلك 2 أو 3 أو 4 أسلاك، لتلبية متطلبات الدقة المختلفة.
اكتشف لماذا يعد مستشعر PT100 ضروريًا لقياسات دقيقة وموثوقة لدرجة الحرارة
يعد مسبار PT100 ضروريًا لإجراء قياسات دقيقة لدرجة الحرارة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. سواء كنت مهندسًا أو فنيًا أو مجرد متحمس للتكنولوجيا، فإن فهم فوائد وتشغيل مسبار PT100 يمكن أن يعزز عمليات القياس الخاصة بك بشكل كبير.
جهاز PT100 هو مستشعر درجة حرارة دقيق وموثوق للغاية وموثوق به، يُستخدم على نطاق واسع في مختلف القطاعات الصناعية لقياس درجات الحرارة بدقة من -200 إلى 850 درجة مئوية.
دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل حساس PT100، وتطبيقاته والمزايا الرئيسية التي يقدمها مقارنةً بأنواع أخرى من حساسات درجة الحرارة.
يعتمد مسبار PT100، المعروف أيضًا باسم حساس PT100، على مبدأ المقاومة الكهربائية للمعادن، وخاصة البلاتين. ويأخذ جهاز PT100 اسمه من حقيقة أن مقاومته تساوي 100 أوم عند 0 درجة مئوية. ينتمي هذا النوع من أجهزة الاستشعار إلى فئة RTD (كاشف درجة حرارة المقاومة)، والتي تستغل خاصية المعادن لتغيير المقاومة كدالة لدرجة الحرارة.
تتوفر مستشعرات درجة الحرارة PT100 في مجموعة متنوعة من التكوينات لتلبية الاحتياجات المختلفة. على سبيل المثال، غالبًا ما يُستخدم مقياس الحرارة المقاوم البلاتيني PT100 ثنائي الأسلاك للتطبيقات التي لا تكون فيها الدقة العالية ضرورية. من ناحية أخرى، يتم اختيار الإصدارات ذات 3 أو 4 أسلاك لإجراء قياسات أكثر دقة، حيث إنها تقلل من تأثير مقاومة الأسلاك الموصلة.
تشمل التطبيقات النموذجية مراقبة العمليات الصناعية وتنظيم درجة الحرارة للتحكم في المناخ وإدارة جودة التصنيع في البيئات الحرجة.
يتم تحديد دقة مجسات PT100 حسب فئتها.
وفيما يلي جدول يلخص الفئات المختلفة لمسابير rtd ودقتها:
| الفئة ب | ± 0.12 أوم | ± 0.30 درجة مئوية |
| الفئة أ | ± 0.06 أوم | ± 0.15 درجة مئوية |
| 1/3 ب (1/3 دن) | ± 0.04 أوم | ± 0.10 درجة مئوية |
| 1/10 ب (1/10 دن) | ± 0.012 أوم | ± 0.03 درجة مئوية |
لمعرفة المزيد، إليك جدول يوضح دقة الفئة A والفئة B كدالة لدرجة الحرارة.
| درجة الحرارة بالدرجة المئوية | القيم الأساسية في Ω | الأخطاء المسموح بها (التفاوتات المسموح بها) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| الفئة أ | الفئة ب | ||||
| °C | Ω | °C | Ω | ||
| -200 | 18,52 | ± 0,55 | ± 0,24 | ± 1,3 | ± 0,56 |
| -100 | 60,26 | ± 0,35 | ± 0,14 | ± 0,8 | ± 0,32 |
| 0 | 100,00 | ± 0,15 | ± 0,06 | ± 0,3 | ± 0,12 |
| 100 | 138,51 | ± 0,35 | ± 0,13 | ± 0,8 | ± 0,30 |
| 200 | 175,86 | ± 0,55 | ± 0,20 | ± 1,3 | ± 0,48 |
| 300 | 212,05 | ± 0,75 | ± 0,27 | ± 1,8 | ± 0,64 |
| 400 | 247,09 | ± 0,95 | ± 0,33 | ± 2,3 | ± 0,79 |
| 500 | 280,98 | ± 1,15 | ± 0,38 | ± 2,8 | ± 0,93 |
| 600 | 313,71 | ± 1,35 | ± 0,43 | ± 3,3 | ± 1,06 |
| 650 | 329,64 | ± 1,45 | ± 0,46 | ± 3,6 | ± 1,13 |
| 700 | 345,28 | - | - | ± 3,8 | ± 1,17 |
| 800 | 375,7 | - | - | ± 4,3 | ± 1,18 |
| 850 | 390,48 | - | - | ± 4,6 | ± 1,34 |
يوضح هذان الجدولان الدقة الأكبر للفئة A مقارنة بالفئة B. من ناحية أخرى، يوضح الجدول الأول بوضوح أن مجسات الفئة 1/3 ب و1/10 ب تحقق دقة أعلى. هذا التمييز ضروري للتطبيقات التي تتطلب أعلى دقة.
توفر حساسات درجة الحرارة PT100 العديد من المزايا المتميزة عن حساسات درجة الحرارة الأخرى مثل المزدوجات الحرارية. فهي معروفة بثباتها على المدى الطويل ودقتها العالية ونطاق درجة حرارة التشغيل الواسع. بالإضافة إلى ذلك، فإن حساسات PT100 البلاتينية مقاومة للتلوث والظروف البيئية القاسية، مما يجعلها مثالية للاستخدام في البيئات الصناعية القاسية.
الدقة
الثبات
الخطية
أسلاك النحاس
لاختيار مقياس الحرارة المقاوم البلاتيني PT100 المناسب، من الضروري مراعاة نطاق درجة الحرارة المطلوب ونوع التركيب والبيئة التي سيستخدم فيها.
يمكن تصنيع حساسات درجة الحرارة PT100 بأطوال وأقطار مختلفة لأغلفة مختلفة لتناسب تطبيقات محددة. ومن المهم أيضًا تحديد ما إذا كان المستشعر PT100 ثنائي أو ثلاثي أو رباعي الأسلاك مطلوبًا، اعتمادًا على الدقة المطلوبة.
استشر أحد مصنعي مجسات pt100 الذي سيساعدك في اختيار المنتج المناسب لمتطلباتك الخاصة. سيكون بإمكانهم أن يقدموا لك منتجًا مخصصًا أو منتجًا من المخزون.
تُصنف حساسات PT100 إلى فئات مختلفة، مثل الفئتين A و B، وفقًا لـ DIN IEC 751 :
الفئة A = ±(0.15 + 0.002*t) °س أو 100.00 ± 0.06 °س عند درجة حرارة صفر درجة مئوية
الفئة B = ±(0.3 + 0.005*t) °س أو 100.00 ±0.12 °س عند درجة حرارة صفر درجة مئوية
يوفر مستشعر الفئة A دقة أفضل، ولكن بتكلفة أعلى من مستشعر الفئة B.
تتعايش فئتان أخريان من فئات تحمل درجات الحرارة في الصناعة:
1/3 DIN = ±1/3* (0.3 + 0.005* t) درجة مئوية أو 100.00 ± 0.10 Ω عند درجة حرارة 0 درجة مئوية
1/10 DIN = ± 1/10* (0.3 + 0.005* t) ° C أو 100.00 ± 0.03 Ω عند درجة حرارة 0 درجة مئوية
توفر الفئتان 1/3B و1/10B دقة أكبر.
تتفوق الفئة 1/3B على الفئة A من حيث الدقة.
توفر الفئة 1/10B أعلى دقة، ولكن بتكلفة أعلى.
يعتمد اختيار الفئة على متطلبات الدقة في تطبيقك.
المزدوجات الحرارية ومسبار درجة الحرارة PT100 هما تقنيتان شائعتا الاستخدام لقياس درجة الحرارة.
ومع ذلك، غالبًا ما يفضل استخدام مستشعرات PT100 لدقتها وثباتها على المدى الطويل.
على عكس المزدوجات الحرارية، لا تتطلب مسابر rtd تعويض الوصلة الباردة، مما يبسط استخدامها ويحسن دقة القياس.
الصيانة والمعايرة الدورية لمستشعرات درجة الحرارة PT100 ضرورية لضمان دقة القياسات.
يجب تنظيف الحساسات وفحصها بشكل دوري لتجنب التلوث الذي قد يؤثر على قياس درجة الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن المعايرة المنتظمة، التي تتم بشكل عام من قبل مختبرات معتمدة، ضرورية للحفاظ على دقة المستشعر.
تزداد مقاومة حساس PT100 خطيًا مع درجة الحرارة.
هذا يعني أنه عندما يكون هناك ارتفاع في درجة الحرارة، تزداد أيضًا مقاومة حساس PT100، مما يسمح بقياس درجة الحرارة بدقة بناءً على هذا الاختلاف.
وفقًا لـ DIN EN 60751 (أو IEC 751) لدينا مقاومة كهربائية لمستشعر مقاومة Pt100:
Pt100 عند 0 درجة مئوية = 100.00 Ω
Pt100 من صفر إلى 100 درجة مئوية = معامل درجة الحرارة للمقاومة (TCR) 0.00385 Ω/ درجة مئوية
ارجع إلى جدول جدول مسبار pt100 لمعرفة القيمة الأومية عند درجات حرارة مختلفة.
يعد حساب مستشعرات PT100 ضروريًا لتحويل قيم المقاومة المقاسة إلى درجات حرارة دقيقة. يشيع استخدام معادلة كالندر-فان دوسن، التي تصف العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة PT100 لمستشعرات البلاتين. فيما يلي الصيغة التفصيلية:
R(T)=R₀×(1+A×T+B×T²+C×(T-100)×T³)
شرح الصيغة :
بالنسبة لدرجات الحرارة الموجبة، يتم إهمال الحد C × (T-100) × T³ بشكل عام، مما يبسّط العملية الحسابية.
لزيادة كفاءة ودقة قياساتك إلى أقصى حد دون استخدام طريقة الحساب، استخدم دائمًا جدول التحويل PT100 ومخطط التحويل واتباع الممارسات الجيدة عند معايرة وفحص المسابر الخاصة بك.
لتوصيل سلك PT100 بشكل صحيح، اتبع تعليمات التوصيل الخاصة بالشركة المصنعة وحدد ما إذا كان تكوين السلك 2 أو 3 أو 4 أسلاك مطلوبًا. يوفر كل تكوين مستويات مختلفة من الدقة والتعويض عن مقاومة الأسلاك.
لتحديد مقاومة مسبار درجة الحرارة PT100 عند درجة حرارة 0 درجة مئوية، يجب غمر المسبار في حمام من الثلج المذاب عند درجة حرارة 0 درجة مئوية.
يجب أن تكون المقاومة المقيسة 100 أوم، وهي القيمة القياسية لجهاز PT100 عند درجة الحرارة هذه.
تُعرِّف DIN EN 60751 (أو IEC 751) المقاومة الكهربائية لمستشعر المقاومة Pt100 على النحو التالي:
Pt100 عند 0 درجة مئوية = 100.00 Ω
يمكن تصنيع أجهزة RTD (كاشفات درجة الحرارة المقاومة) من مجموعة متنوعة من المواد، كل منها يقدم خصائص محددة.
البلاتين هو المادة الأكثر شيوعًا ودقة، حيث يوفر ثباتًا ودقة ممتازين على نطاق واسع من درجات الحرارة.
يوفر النيكل، على الرغم من أنه أقل تكلفة، دقة جيدة على نطاق محدود أكثر. ويُستخدم النحاس لخصائصه الممتازة في التوصيل الحراري، ولكن ثباته أقل جودة.
البلكو والتنجستن من المواد النادرة المستخدمة في تطبيقات محددة، حيث توفر دقة جيدة وقدرة على العمل في درجات حرارة عالية جدًا على التوالي، ولكنها أقل استقرارًا ودقة من البلاتين.
