De PT100-thermistor, ook bekend als platina-thermistor, is een uiterst nauwkeurige temperatuursensor gebaseerd op de temperatuurafhankelijke kenmerken van de weerstand van platinametaal. De nominale weerstandswaarde bij 0 ℃ is 100 Ω, wat voldoet aan de internationale norm IEC 60751. Het is een van de meest gebruikte temperatuurdetectoren geworden in gebieden met gemiddelde en lage temperaturen vanwege de hoge meetnauwkeurigheid, stabiele prestaties, goede lineariteit en een breed temperatuurmeetbereik. Het wordt veel gebruikt op veel gebieden, zoals industriële automatisering, medische apparatuur, meteorologische observatie, ruimtevaart en laboratoriumkalibratie.
1. Productoverzicht
De PT100-thermistor, ook bekend als platina-thermistor, is een uiterst nauwkeurige temperatuursensor gebaseerd op de temperatuurafhankelijke kenmerken van de weerstand van platinametaal. De nominale weerstandswaarde bij 0 ℃ is 100 Ω, wat voldoet aan de internationale norm IEC 60751. Het is een van de meest gebruikte temperatuurdetectoren geworden in gebieden met gemiddelde en lage temperaturen vanwege de hoge meetnauwkeurigheid, stabiele prestaties, goede lineariteit en een breed temperatuurmeetbereik. Het wordt veel gebruikt op veel gebieden, zoals industriële automatisering, medische apparatuur, meteorologische observatie, ruimtevaart en laboratoriumkalibratie.
2, werkingsprincipe
Het kernwerkprincipe van de PT100-thermistor is om gebruik te maken van het kenmerk van de weerstandswaarde van platinametaal die verandert met de temperatuur. De weerstandswaarde van puur platinadraad neemt vrijwel lineair toe met de temperatuurstijging, wat een positieve temperatuurcoëfficiënt laat zien. Wanneer de temperatuur 0 ℃ is, is de weerstandswaarde precies 100,00 Ω; Voor elke temperatuurstijging van 1 ℃ neemt de weerstand toe met ongeveer 0,385 Ω, en bij 100 ℃ is de weerstandswaarde ongeveer 138,5 Ω.
3, Producttype en structuur
(1) Type
Volgens de nominale weerstandswaarde bij 0 ℃ worden platina-thermistors hoofdzakelijk verdeeld in drie typen: Pt10, Pt100 en Pt1000, waarbij PT100 de meest gebruikte is. Bovendien kunnen PT100-thermische weerstanden qua structurele vorm worden onderverdeeld in geassembleerde en gepantserde typen:
Geprefabriceerd: Het temperatuursensorelement wordt meestal gemaakt door platinadraad rond een keramiek-, glas- of mica-skelet te wikkelen en het vervolgens in een metalen beschermhoes te monteren. Het heeft de kenmerken van een eenvoudige structuur en eenvoudige installatie, en is geschikt voor algemene industriële temperatuurmetingsscenario's.
Gepantserd type: De combinatie van temperatuursensorelementen, isolatiematerialen en metalen hulzen wordt tot een stevig geheel getrokken, wat de voordelen heeft van een goede flexibiliteit, sterke seismische weerstand en buigbaarheid. Het is geschikt voor installatie en gebruik in complexe en smalle ruimtes.
(2) Structurele samenstelling
De PT100-thermistor bestaat voornamelijk uit temperatuursensorelementen, beschermhoezen, aansluitdozen en kabels
Temperatuursensorelement: het is een kerncomponent, die gewoonlijk keramische elementen, glaselementen en mica-elementen omvat, die respectievelijk met platinadraad rond het keramische skelet, het glazen skelet en het mica-skelet worden gewikkeld en via complexe processen worden verwerkt. Daarnaast zijn er dunne-film-platinaweerstanden, die gebruik maken van vacuümdepositie-dunne-filmtechnologie om platina op keramische substraten met een filmdikte van minder dan 2 micron te sputteren. Ni (of Pd)-kabels worden bevestigd met gesinterd glasmateriaal en gemaakt door aanpassing van de laserweerstand, waardoor industriële massaproductie kan worden bereikt.
Beschermhoes: gebruikt om temperatuurgevoelige componenten te beschermen tegen corrosie en mechanische schade door het gemeten medium. De materialen omvatten meestal roestvrij staal 201, 304, 316, 316L, enz., Die kunnen worden geselecteerd op basis van verschillende gebruiksomgevingen.
Aansluitdoos: wordt gebruikt om de kabels van thermische weerstanden en externe meetcircuits aan te sluiten, met goede afdichting om te voorkomen dat stof, vocht enz. binnendringt, waardoor de meetnauwkeurigheid en stabiliteit wordt gegarandeerd.
Looddraad: verantwoordelijk voor het verzenden van het weerstandssignaal van het temperatuursensorelement naar externe meetapparatuur, met drie bedradingsmethoden: tweedraads, driedraads en vierdraads
4. Bedradingsmethode
(1) Systeem met twee lijnen
Het aansluiten van een draad aan elk uiteinde van de thermistor om het weerstandssignaal te extraheren is een eenvoudige en haalbare leidingmethode. De loodweerstand van de verbindingsdraad kan echter een aanzienlijke invloed hebben op de meetresultaten, waardoor deze alleen geschikt is voor situaties met lage eisen aan de meetnauwkeurigheid.
(2) Driedraadssysteem
Sluit één draad aan op de wortel van de thermistor en twee draden aan het andere uiteinde, meestal gebruikt in combinatie met een elektrische brug. Door gebruik te maken van het Wheatstone-brugprincipe kan de invloed van loodweerstand effectief worden geëlimineerd, waardoor dit de meest gebruikte loodmethode is bij industriële procescontrole. Het heeft aanzienlijke voordelen op het gebied van kosteneffectiviteit en de fout kan binnen ± 0,5 ℃ (bij 100 ℃) worden gecontroleerd.
(3) Vierdraadssysteem
Verbind twee draden aan elk uiteinde van de wortel van de thermistor, waarbij twee draden een constante stroom aan de thermistor leveren, de weerstandswaarde omzetten in een spanningssignaal en vervolgens het spanningssignaal via de andere twee draden naar het secundaire instrument sturen. Deze bedradingsmethode kan de invloed van de loodweerstand volledig elimineren en heeft een extreem hoge meetnauwkeurigheid. De bedrading is echter complex en kostbaar, waardoor deze vooral geschikt is voor scenario's zoals laboratoria die een extreem hoge meetnauwkeurigheid vereisen.
5, Producteigenschappen
(1) Hoge precisie
De meetnauwkeurigheid van de thermische weerstand van de PT100 is zeer hoog, waarbij standaardmodellen zijn onderverdeeld in Klasse A en Klasse B. Klasse A staat een afwijking toe van ± (0,15+0,002 │ t │) ℃, terwijl Klasse B een afwijking van ± (0,30+0,005 │ │ │) ℃ toestaat. Sommige uiterst nauwkeurige producten kunnen een nauwkeurigheid bereiken van ± 0,1 ℃ of zelfs hoger.
(2) Goede stabiliteit
Platinametaal heeft een goede fysieke stabiliteit en chemische inertheid, weerstand tegen oxidatie en corrosie, stabiele prestaties op de lange termijn, minimale jaarlijkse drift en kan de herhaalbaarheid en betrouwbaarheid van meetresultaten garanderen.
(3) Groot temperatuurmeetbereik
Het meetbereik bestrijkt -200 ℃ tot 850 ℃ en kan worden uitgebreid tot -270 ℃ tot 1064 ℃ in extreme omgevingen, geschikt voor verschillende gemiddelde en lage temperaturen en sommige meetscenario's voor hoge temperaturen.
(4) Korte responstijd
Over het algemeen is de responstijd minder dan 30 seconden en kan hij snel temperatuurveranderingen detecteren en tijdige feedback geven over meetgegevens.
(5) Sterk anti-interferentievermogen
Vergeleken met andere temperatuursensoren zoals thermokoppels zijn PT100 thermische weerstanden minder gevoelig voor elektromagnetische interferentie en zijn ze bijzonder geschikt voor gebruik in complexe industriële elektromagnetische omgevingen.
6. Scenario's voor producttoepassingen
(1) Industrieel productieveld
Metallurgische industrie: gebruikt om de interne temperatuur van apparatuur zoals hoogovens, convertors en elektrische ovens te bewaken, evenals temperatuurcontrole tijdens warmtebehandelingsprocessen van staal, om de stabiliteit van productieprocessen en productkwaliteit te garanderen.
Petrochemische industrie: Realtime monitoring van de mediumtemperatuur in apparatuur zoals reactievaten, destillatietorens en pijpleidingsystemen in raffinaderijen en chemische fabrieken om risico's te voorkomen, zoals verlies van controle over chemische reacties, stolling van het medium of lekkage veroorzaakt door abnormale temperaturen.
Energie-industrie: Gebruikt voor temperatuurbewaking van transformatorwikkelingen, ijzeren kernen, stroomrails, evenals belangrijke componenten zoals stroomonderbrekers en contactors in verdeelkasten voor onderstations, om tijdig te waarschuwen voor gevaren van oververhitting en ongevallen zoals kortsluiting en brand te voorkomen. Op het gebied van nieuwe energieopwekking, zoals fotovoltaïsche module-arrays en inverterkoelsystemen in fotovoltaïsche energiecentrales, generatorcompartimenten, versnellingsbakken, lagers en andere delen van de opwekking van windenergie, wordt temperatuurmonitoring gebruikt om de bedrijfsparameters van apparatuur te optimaliseren, de efficiëntie van de energieopwekking te verbeteren en de levensduur van apparatuur te verlengen.
Mechanische productie-industrie: Temperatuurbewaking wordt uitgevoerd op meerdere onderdelen, zoals de spil, de matrijs en het hydraulische systeem van CNC-bewerkingsmachines, spuitgietmachines en spuitgietmachines, om de bedrijfsstatus van de apparatuur te bepalen en mechanische storingen en nauwkeurigheidsverslechtering veroorzaakt door oververhitting te voorkomen.
(2) Medische industrie
In medische apparatuur, zoals gekoelde containers voor het transport van vaccins, temperatuurbewakingssondes op ICU-afdelingen, medische sterilisatieapparatuur, enz., kan de PT100-thermistor uiterst nauwkeurige temperatuurmetingen bieden, waardoor de veiligheid en effectiviteit van medische processen wordt gegarandeerd. Tijdens het transport van vaccins zorgt real-time monitoring van de temperatuur in de koelkast er bijvoorbeeld voor dat het vaccin binnen het gespecificeerde temperatuurbereik blijft en zijn activiteit behoudt.
(3) Landbouw- en koudeketenlogistiekindustrie
Slimme landbouw: In grote kassen en veredelingsstallen worden automatische temperatuurregeling en ventilatie bereikt door middel van meerpuntstemperatuurmonitoring, gecombineerd met IoT-platforms, om een stabiele gewasgroei en veehouderijomgeving te garanderen.
Koudeketenlogistiek: gebruikt voor temperatuurbewaking op meerdere punten in verschillende schappen van grote koel- en gekoelde vrachtwagencompartimenten om ervoor te zorgen dat de opslag- en transporttemperatuur van vers voedsel en farmaceutische koelketenmaterialen aan de normen voldoen en bederf voorkomen.
(4) Onderzoeks- en laboratoriumvelden
In wetenschappelijke onderzoeksexperimenten wordt de thermische weerstand van PT100 vaak gebruikt bij experimenten bij ultralage temperaturen, testen van materiaalprestaties en andere scenario's om nauwkeurige temperatuurgegevens voor experimenten te verkrijgen. De kalibratieapparatuur in het laboratorium maakt vaak gebruik van de PT100-thermistor als standaardtemperatuursensor om andere temperatuurmeetinstrumenten te kalibreren.
