Paklauskite penkių žmonių, ką reiškia „PT100“, ir paprastai kaip išsamų atsakymą gausite „tam tikrą temperatūros jutiklį“. Puiku, jei tik kalbatės -, bet jei jūs rašote pirkimo specifikacijas, tame atsakymo spragos yra būtent ten, kur vėliau išryškės problemos: jutiklis, kuris gerai skaito ant suoliuko, bet nukrypsta, kai jis yra suvirintas į termošaudą, arba jutiklis, kuris yra techniškai tinkamas, bet netinkamai prijungtas siųstuvui, kurį jis maitina.
Šiame straipsnyje aprašoma, kaip PT100 iš tikrųjų matuoja temperatūrą, praktiniai skirtumai tarp jutiklių tipų, kuriuos pasirinksite, ir -, nes teorija tik iki šiol atskleidžia - realią situaciją, kai klaidingai gavus vieną iš šių detalių, gamybos linijoje kilo išmatuojama problema.
Kas iš tikrųjų yra PT100
PT100 yra atsparumo temperatūros detektorius (RTD) - platininis elementas, kurio elektrinė varža keičiasi žinomu, pakartojamu būdu, keičiantis temperatūrai. "100" pavadinime yra pasipriešinimo vertė 0 laipsnių kampu: tiksliai 100 omų. Įkaitinkite, pasipriešinimas pakyla; atvėsinkite, pasipriešinimas krenta.
Platina nėra vienintelis metalas, kuriame taip pat yra - nikelio ir vario RTD, - bet platina laimėjo pramoninį naudojimą, nes ji lengvai nesioksiduoja, išlaiko kalibravimą per ilgus terminio ciklo metus, o atsparumo kreivė yra pakankamai gerai-apibrėžta, kad būtų standartizuota tarptautiniu mastu. Tas standartas yra IEC 60751, ir tai yra dokumentas, į kurį tyliai nurodomas kiekvieno gerbiamo gamintojo duomenų lapas, net kai jie to nepasakoja.
Fiziškai elementas yra metaliniame apvalkale -, paprastai 316 nerūdijančio plieno, kartais „Inconel“ arba „Hastelloy“, skirta bjauriai laikmenai -, o švino laidai baigiasi iki siųstuvo arba valdiklio analoginės įvesties plokštės. Pats jutiklis neturi ekrano ir logikos; tai tik pakeičia pasipriešinimą. Visa kita vyksta pasroviui.
Fizika už skaitymo
Kodėl atsparumas keičiasi su temperatūra
Kai platina įkaista, didėja atominė vibracija, todėl elektronams sunkiau judėti per gardelę, - pasipriešinimas didėja. Šis ryšys nėra tiesinis visame diapazone, bet yra pakankamai glaudus ir pakankamai gerai-apibūdintas, kad būtų užfiksuotas lygtyje, o ne vien tik paieškos lentelėje: Calendar-Van Dusen lygtis.
Jei temperatūra viršija 0 laipsnių, supaprastinta forma yra tokia:
Rt=R0 [1 + At + Bt²]
R0 yra 100 omų PT100, o A ir B yra fiksuotos konstantos pagal IEC 60751. Žemiau 0 laipsnio pridedamas trečiasis terminas, nes ten kreivė šiek tiek lenkiasi. Jums nereikia šio - įsiminti, tačiau verta žinoti, kad jis egzistuoja, nes dėl šios priežasties vieno gamintojo „PT100“ ir kito gamintojo „PT100“ iš tikrųjų sutaps tarpusavyje esant tam tikra temperatūrai, o ne kiekvienas turės savo privačią kreivę.
Vienas skaičius, kurį verta atsiminti: esant 100 laipsnių, standartinis PT100 rodo maždaug 138,5 omo. Jei šalinate jutiklio triktis su multimetru ir jis nė iš tolo neprilygsta tam, kas turėtų būti 100 laipsnių, kažkas negerai - arba elementas, laidai arba jūsų prielaida, kokia jo temperatūra iš tikrųjų yra.
Taip pat yra padalijimas, apie kurį turėtumėte žinoti prieš užsakydami: „Europos kreivė“ (alpha=0.00385) yra standartinė visur už Šiaurės Amerikos ribų, o senesnė „amerikietiška kreivė“ (0,00392) vis dar rodoma kai kuriose senose įrangose. Šių dviejų derinių sumaišymas modifikuojant yra klasikinis šaltinis, rodantis temperatūrą, kuri be aiškios priežasties nukrenta keliais laipsniais.
Pasipriešinimo pavertimas skaičiumi, kurį galite perskaityti
Siųstuvas praleidžia nedidelę srovę per elementą, matuoja įtampą per jį, apskaičiuoja varžą ir taiko kreivę, kad išskleistų temperatūrą. Tai viskas. Dėl šios priežasties PT100 iš esmės nenaudingas, jei už jo nėra siųstuvo arba RTD{3}}palaikančios įvesties plokštės - jutiklis yra tik pusė matavimo grandinės.
Laidų detalė, kuri iš tikrųjų sukelia lauko problemas
Čia daugelis sprendimų dėl pirkimo būna klaidingi ir retai dėl to, kad kas nors buvo neatsargus - tai tiesiog nėra akivaizdu, nebent kas nors jums pasakytų.
2 laidųyra pigiausias, tačiau paties švino laido varža pridedama tiesiai į rodmenis. Nutiesus daugiau nei 30 -metrų laidą, ši klaida nebėra triviali. Bauda už trumpus bėgimus arba nekritinį stebėjimą; Netinka nieko, ką norėtumėte kontroliuoti.
3 laidųyra numatytasis daugeliui pramoninių darbų. Trečiasis laidas leidžia siųstuvui įvertinti ir panaikinti laido varžą, darant prielaidą, kad trijų laidininkų ilgis ir matmuo sutampa. Geras kainos ir tikslumo balansas, todėl tai yra tai, ką rasite daugumoje šiandien parduodamų proceso siųstuvų.
4 laidųbeveik visiškai pašalina laidų varžos klaidą, atskirdama srovės{0}}nešimo ir įtampos{1}jutimo laidus. Tai yra tai, ko norite kalibravimo etaloniniams standartams arba bet kur, kur laipsnio dalys iš tikrųjų yra svarbios -, tačiau tai yra perteklinė vertė ir papildomos išlaidos daugeliui bendrųjų stebėjimo taškų.
Klaida, kurią matau dažniausiai, yra tai, kad neparenkamas netinkamas laidų tipas atskirai -, tai yra 3 laidų jutiklio užsakymas siųstuvui, kuris buvo sukonfigūruotas naudoti 2 laidų įvestį, arba atvirkščiai. Jutiklis ir prietaisas turi sutapti, o šios detalės nesunku nepastebėti, kai pirkimas ir prietaisai yra du skirtingi žmonės, rengiantys du skirtingus dokumentus.
Viela-Žaizda prieš ploną-plėvelės elementus
Vielos-žaizaelementai - platinos viela, apvyniota aplink keraminę ar stiklinę šerdį -, labai gerai išlaiko kalibravimą per ilgą tarnavimo laiką ir didelius temperatūros svyravimus. Jie yra brangesni ir mechaniškai šiek tiek pažeidžiami.
Plona{0}}plėvelėelementai gaminami nusodinant platiną ant keraminio pagrindo, savo dvasia panašiai kaip sukonstruota mikroschema. Jie yra mažesni, pigiau pagaminti dideliu kiekiu ir geriau atlaiko vibraciją -, todėl dažniausiai jie perėmė bendrą pramoninį ir OĮG naudojimą. Kompromisas-yra siauresnis vardinis temperatūros diapazonas, palyginti su aukščiausios kokybės vielos-apvyniojimo versijomis, nors atliekant daugumą proceso darbų, lubų niekada nepasiekiama.
Jei jūsų taikymas yra švelnus - manote, kad ŠVOK kanalai, bendra bako stebėjimo - plona{2}} plėvelė beveik visada yra ekonomiškas ir protingas pasirinkimas. Sutaupykite vielos-apvijos aukštoje-temperatūros ar ilgo-tarnavimo-programoms, kai papildomas stabilumas atperka išlaidas.
PT100 prieš termoporą prieš PT1000
Naujokai pirkėjaitemperatūros matavimo prietaisaidažnai klausia, kurį iš šių trijų jie iš tikrųjų turėtų nurodyti.
Prieš atermoporaPT100 laimi tikslumu ir ilgalaikiu stabilumu- nuo žemo- iki-vidutinio diapazono (maždaug -200 laipsnių iki 850 laipsnių) ir jam nereikia šaltos sankryžos kompensavimo. Termopora laimi ten, kur temperatūra yra aukštesnė nei gali atlaikyti platina, arba ten, kur reikia greitesnio atsako ir gali veikti mažesniu tikslumu.
Prieš aPT1000, veikimo principas yra identiškas - ta pati platina, ta pati fizika - tik 1 000 omų esant 0 laipsnių, o ne 100. Dėl didesnės bazinės varžos laidų- paklaida yra proporcingai mažesnė, todėl PT1000 dažnai gali apsieiti su 2-laidais be PT100 accura. Dėl to PT1000 yra įprastas pasirinkimas pastatų automatizavimo srityje, kur kabeliai ilgi, bet nesiekiate laboratorinio tikslumo.
Tikras atvejis: kai „Pakankamai arti“ nebuvo
Maisto{0}}apdorojimo operacija, kurioje buvo vykdoma pasterizavimo linija, jau kelias savaites - gaudavo nenuoseklius partijos temperatūros rodmenis, nieko dramatiško, tik kelis laipsnius nuokrypio, kuris pasirodydavo su pertrūkiais ir nesusijęs su niekuo akivaizdžiu pačiame procese. Techninė priežiūra jau vieną kartą pakeitė jutiklį, manė, kad jis išsprendė problemą, ir judėjo toliau. Grįžo po mėnesio.
Paaiškėjo, kad tikroji priežastis buvo laidai, o ne jutiklis: originalus 3-laidų PT100 buvo pakeistas kito tiekėjo įrenginiu, kurio švino laido matuoklis šiek tiek skyrėsi nuo pradinio, todėl siųstuvo apskaičiuota laido-varžos kompensacija buvo pašalinta. Ant popieriaus abu jutikliai atitiko spec. Praktiškai neatitikimas buvo pakankamai didelis, kad rodmenys būtų už leistinų ribų, kurios buvo svarbios pasterizavimo sulaikymo trukmei -, maisto saugos parametrui, o ne kosmetiniam parametrui.
Pataisymas nebuvo geresnis jutiklis. Tai buvo švino vielos ilgio ir ilgio standartizavimas visose tos linijos atsarginėse dalyse ir greitas atsparumo patikrinimas aplinkos temperatūroje kaip priėmimo-patikrinimo veiksmas prieš pradedant naudoti bet kokį naują jutiklį. Pamoka apibendrina: PT100 tiksli tik visa matavimo grandinė aplink jį, o „tas pats dalies numeris“ ne visada reiškia „tą patį tikrąjį laidą“.
Ką iš tikrųjų patikrinti prieš užsakant
Daugumai pirkėjų sprendimą sudaro penki klausimai, apytiksliai tokia svarba:
- Koks yra proceso temperatūros diapazonas ir koks turi būti tolerancija?Tai nusprendžia, kad tikslumo klasė - B klasė (±0,30 laipsnio esant 0 laipsnių) apima daugumą bendrųjų stebėjimų; A arba 1/3 DIN klasė yra verta aukščiausios kokybės valdymo kilpų ar reguliuojamų procesų.
- Kokių laidų tikisi jūsų siųstuvas arba PLC kortelė?Patvirtinkite tai prieš užsakydami, o ne po -. Tai vienintelė dažniausia išvengiamų lauko problemų priežastis.
- Kokia apvalkalo medžiaga ir zondo skersmuo tinka jūsų proceso terpei ir slėgiui?Naudojant koroziją ar aukštą{0}}slėgį, paprastai taip pat reikalingas apsauginis vamzdis, kad būtų užtikrinta apsauga, todėl jutiklį galima pakeisti be išjungimo.
- Ar jums reikia siųstuvo ant galvos-?Konvertavimas į 4–20 mA signalą tiesiai prie jutiklio pagerina atsparumą triukšmui ilgais kabeliais ir verta papildomų išlaidų elektra triukšmingoje aplinkoje.
- Koks jūsų kalibravimo ir keitimo planas?Per ilgus terminio ciklo metus jutikliai dreifuoja. Kritiniai procesai paprastai tikrinami kasmet; mažos-statybos stebėjimo taškai gali trukti ilgiau.
Diegimo pastabos, kurias verta žinoti
Įterpimo gylis yra svarbesnis, nei dauguma žmonių tikisi - jutimo antgalis turi pasiekti faktinį srautą ar terpę, o ne tik kištis per vamzdžio sienelę, arba jūs matuojate ribinį sluoksnį, o ne procesą. Termo šuliniai verti papildomų išlaidų visur, kur yra slėgis, korozija arba būtinybė pakeisti karštą -pakeitimą. Ir jei šalinate triktis, kai rodmenys atrodo netinkami, patikrinkite varžą esant žinomai etaloninei temperatūrai (ledinis vanduo yra pigus, patikimas 0 laipsnių atskaitos taškas), prieš darydami prielaidą, kad siųstuvas arba pats procesas yra problema.
Apatinė eilutė
PT100 fizika yra paprasta ir nepasikeitė dešimtmečius - platinos atsparumas nuspėjamai didėja didėjant temperatūrai, o šis ryšys yra standartizuotas, todėl skirtingų gamintojų prietaisai sutaria tarpusavyje. Pirkėjai iš tikrųjų klysta ne pats jutiklio pasirinkimas; tai išsami informacija apie jį - laidų konfigūracija, švino laido konsistencija, apvalkalo medžiaga, tinkanti tikrosioms proceso sąlygoms. Gaukite juos tiksliai specifikacijos etape, o jutiklio dalis yra paprasta dalis.
Jei perkate PT100 jutiklius konkrečiai linijai ar įrangai, iš anksto nusiunčiate savo tiekėjui temperatūros diapazoną, reikiamą tikslumo klasę, laidų tipą ir įrengimo aplinką, o ne tik dalies numerį -, o tai paprastai atskiria veikiantį jutiklį nuo jutiklio, kuris pakeičiamas du kartus, kol kas nors nustato tikrąją problemą.
Dažnai užduodami klausimai
Ar PT100 yra tas pats, kas RTD?
Ne - PT100 yra vienas specifinis RTD tipas, pagamintas iš platinos su 100 omų varža 0 laipsnių kampu. RTD yra platesnė kategorija, kuri taip pat apima PT500, PT1000 ir nikelio{7}} arba vario{8}}daviklių.
Ar tikrai PT100 jutiklis yra tikslus?
B klasės tikslumas yra maždaug ±0,30 laipsnio esant 0 laipsniui. A klasė jį priveržia maždaug ±0,15 laipsnio. Didelio-tikslumo 1/10 DIN jutikliai pasiekia ±0,03 laipsnio, o tai dažniausiai yra laboratorijos ar kalibravimo-standartinė specifikacija, o ne kažkas bendro proceso stebėjimo.
Ar PT100 gali atlaikyti minusinę temperatūrą?
Taip.
Kodėl kai kurie PT100 jutikliai turi tris ar keturis laidus, o ne du?
Papildomi laidai leidžia prietaisui atimti paties švino laido varžą, kuri kitu atveju būtų skaičiuojama kaip temperatūros signalo dalis - klaida, kuri didėja didėjant kabelio ilgiui.
Nuorodos
- Tarptautinė elektrotechnikos komisija.IEC 60751 - Pramoniniai platinos atsparumo termometrai ir platinos temperatūros jutikliai.
- Nacionalinis standartų ir technologijų institutas (NIST).ITS-90 temperatūros skalės ir platininės varžos termometrijos atskaitos duomenys.
- Omega inžinerija.RTD (atsparumo temperatūros detektoriaus) informacinis vadovas.
- Fluke korporacija.Kalibravimas: filosofija praktikoje - Atsparumo termometrija.
