برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)


PT100 مخفف رایج ترین سنسور حرارتی مقاومتی مورد استفاده در صنعت است. این سنسور در دمای 0 دارای مقاومت مشخص 100 اهم و از پلاتین که دارای مقاومت دقیقی در دماهای مختلف است ساخته شده است.

دو اختلاف جزئی در استاندارد PT100 وجود دارد.یکی که شایعتر است در دمای 100 مقاومت 138.5 (در استاندارد DIN) و دیگری در دمای 100 مقاومت 139 اهم (استاندارد ژاپنی) میباشد. این استانداردها زمانی مهم میشوند که میخواهیم یک PT100 را سفارش دهیم یا کالیبره نماییم.

 

از آنجایی که جداول دقیق تغییرات مقاومت بر اساس تغییرات دما در دسترس میباشد این یک روش مرسوم برای کالیبراسیون ابزار دقیق است.

سنسورهای PT100 در اصل با سیم پلاتین پیچانده شده دور سرامیک ساخته شده اند. اما در حال حاضر برای ارزانتر شدن از یک فیلم پلاتین بر روی یک بستر سرامیکی ساخته می شود.

دقت ها عبارتند از 0.2% ، 0.1% و 0.05 درصد در دمای 0 هستند و دقتهای بالاتر دارای قیمتهای بالاتری هستند.

توجه شود که دو نوع خطا وجود دارد ، یکی خطای آفست (مثلاً در دمای 0 چقدر خطا وجود دارد) و دیگری اسپن یا ضریب خطا (میزان تغییرات مقاومت با دما در مقایسه با منحنی تغییرات در تئوری). خطای بهره بستگی به خطای آفست و ناخالصی های موجود در پلاتین دارد.

این سنسورها در مقاومتهای 200 ، 500 و 1000 اهم نیز ساخته میشوند. اگر چه این سنسورها کم به فروش میرود ، معمولاً آنها همراه با پروب از جنس استیل برای نصب در محیطهای صنعتی خرید میشود.

مشخصات دمایی:

اجزاء PT100 برای دماهای -200 تا 850 مشخص میشوند اما با این حال دمای واقعی با ساخت و گنجاندن پروب به آن تعیین شده است. نمونه کم هزینه پراب که با لحیم کاری PT100 به پی وی سی و یا سیلیکون عایق شده با سیمهای مسی ساخته میشوند. بدیهی است که اینها با حداکثر دمایی عایق محدود شده اند. برای کار در دماهای بالاتر PT100 نقره اندود میشود و یا در یک محیط عایق مانند پودر اکسید آلومینیوم قرار میگیرد.

در دماهای بالاتر لایه پلاتینیوم میتواند به آرامی تبخیر شود که باعث ایجاد تغییر دائمی در مقدار مقاومت سنسور میشود.

خطاها:

مقاومت کم PT100 بدان معنی است که مقاومت کابل میتواند خطای قابل توجهی را تحمیل کند. مقاومت کابل دو نوع خطا ایجاد میکند ، یکی خطای آفست که به خاطر مقاومت داخلی کابل است (که ناچیز است) و دیگری تغییر در مقاومت کابل در تغییر دما (که نمیتوان نادیده گرفت). هر دو این خطاها را میتوان با استفاده از مدار جبران ساز 3 سیمه و 4 سیمه از بین برد.

بیشتر پروبها به صورت 3 سیمه ساخته میشوند. همانطور که در شکل زیر مشاهده میشود یک سمت PT100 یک سیم و در سمت دیگر آن 2 سیم متصل است ، این سه سیم به دستگاه اندازه گیری ولتاژ که یک پل مقاومتی است متصل شده و همانطور که ملاحظه می شود چون مقاومتهای Rl1 و Rl3 با هم برابرند مقاومت کابل در دستگاه اندازه گیری دیده نمیشود. بنابر این با این روش خطای مقاومت کابل از بین میرود.

 

توجه داشته باشید که جبران ساز 3 سیمه به طور نظری مدارهای پل ثابت کامل است. پل ولتاژ ثابت تنها زمانی کامل هستند که پل متوازن باشد. به هر حال در اکثر حالات خطا ناچیز است.

برای کارکرد 2 سیمه (معمولاً کابل بسیار کوتاه) زوج سیمها معمولاً با هم پیچیده میشوند.

یکی دیگر از علتهای خطا حرارتی داخلی است. به خاطر اینکه یک جریان باید از داخل سنسور عبور کند تا یک سیگنال ولتاژ برای تجهیزات الکترونیک ایجاد شود همین جریان باعث به وجود آمدن حرارت اندکی داخل سنسور و در نتیجه تغییر مقاومت سنسور می شود. یک جریان زیاد میتواند ولتاز مطلوبی را ارائه دهد اما باعث ایجاد خطای حرارت داخلی بزرگتری میشود. یک جریان کوچک این خطا را کاهش میدهد ، اما کاهش تغییر در خروجی الکترونیک برای به حداقل رساندن خطا در مدار مورد نیاز است. بهترین راه سعی و خطا روی کاربرد است با این حال به طور کلی جریانهای 1mA یا کمتر استفاده میشود. خطای حرارت داخلی وقتی دمای گاز اندازه گیری شود بیشتر است زیرا در این حالت سنسور حرارت داخلی خود را کمتر میتواند از دست دهد.

مشخصه مقاومت / دما PT100 خطی نیست اگر چه برای بسیاری از کاربردها بدون اصلاح خطا قابل قبول است.

به عنوان مثال : 0 و 50 و 100

چندین روش مختلف برای اصلاح غیر خطی بودن PT100 از جمله خطی سازی نقطه شکست و یا جداول مختلف برای اینکار  وجود دارد ، اما یک روش ساده است با کمی تغییر در جریان عبوری سنسور به همان اندازه تغییرات خودش. دقت در انتخاب اجزاء سیستم میتواند خطا را با ضریب 10 یا بهتر کاهش دهد.

معایب:

برای اکثر مردم معایب PT100 قابل ملاحظه تر از دیگر سنسورهای صنعتی مانند ترموکوپل از لحاظ زمان پاسخ و قدرت فیزیکی است.

سنسورهای PT100 مدرن در حال حاضر به قدری کوچک و سبک هستند که حداقل زمان پاسخ بستگی به خود سنسور دارد. زمان پاسخ یک PT100 در یک غلاف از جنس استیل تقریباً یکسان خواهد بود با یکی که در یک غلاف مشابه عایق شده باشد زیرا مشخصات حرارتی غلاف عامل عمده است.

استحکام فیزیکی یک ترموکوپل هنوز هم نسبت به یک PT100 که به خوبی در اکسید آلومینیوم و غلاف استیل بسته بندی شده است بیشتر است. بنابر این PT100 همیشه باید دور از ضربه قرار داشته باشد.

 

ترموکوپل

PT100

ترمیستور

المانهای حالت جامد

محدوده ی کاری

خیلی زیاد: نوع T میتواند تا کمتر از -200 اندازه گیری کند. نوع W5 میتواند تا 1800 را اندازه گیری کند.

زیاد: از -200 تا 600

کم: -40 تا 300

خیلی کم: -40 تا 125

قیمت

عموماً ارزان به جز نوع R و S که از سیم پلاتین گران استفاده شده است

نسبتاً ارزان

دقتهای پایین خیلی ارزان و دقتهای بالا خیلی گران تر از PT100 است

ارزان

دقت

متوسط

عالی

نسبتاً خوب

متوسط

خطی بودن

ضعیف

خوب

بسیار بد

خیلی خوب

استحکام فیزیکی

عالی

بد تا خیلی خوب – وابسته به جنس پروب

بد تا خیلی خوب – وابسته به جنس پروب

بد تا خیلی خوب – وابسته به جنس پروب

تغییر مشخصات با دما

کم

معقول

خیلی زیاد

زیاد

طول مدت پایداری

معقول

عالی

ضعیف تا عالی

معقول

کاربردهای ترجیح داده شده

فرآیندهای صنعتی که در آن محدوده دما و یا شرایط فیزیکی مانع استفاده از تجهیزات دیگر می شود.

تمام فرآیندهای صنعتی در محدوده عملیاتی که در آن دقت و تکرارپذیری مورد نیاز است.

برنامه های کاربردی دمای از پیش تعیین شده

کنترل پروسه های ساده و مدارها یجبران کننده محدود

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :