PT100-termistori, joka tunnetaan myös nimellä platinatermistori, on erittäin tarkka lämpötila-anturi, joka perustuu platinametallivastuksen lämpötilariippuvaisiin ominaisuuksiin. Sen nimellisvastusarvo lämpötilassa 0 ℃ on 100 Ω, mikä on kansainvälisen IEC 60751 -standardin mukainen. Siitä on tullut yksi yleisimmin käytetyistä lämpötila-antureista keski- ja matalalämpötiloilla korkean mittaustarkkuuden, vakaan suorituskyvyn, hyvän lineaarisuuden ja laajan lämpötilan mittausalueen ansiosta. Sitä käytetään laajasti monilla aloilla, kuten teollisuusautomaatiossa, lääketieteellisissä laitteissa, meteorologisissa havainnoissa, ilmailussa ja laboratoriokalibroinnissa.
1、 Tuotekatsaus
PT100-termistori, joka tunnetaan myös nimellä platinatermistori, on erittäin tarkka lämpötila-anturi, joka perustuu platinametallivastuksen lämpötilariippuvaisiin ominaisuuksiin. Sen nimellisvastusarvo lämpötilassa 0 ℃ on 100 Ω, mikä on kansainvälisen IEC 60751 -standardin mukainen. Siitä on tullut yksi yleisimmin käytetyistä lämpötila-antureista keski- ja matalalämpötiloilla korkean mittaustarkkuuden, vakaan suorituskyvyn, hyvän lineaarisuuden ja laajan lämpötilan mittausalueen ansiosta. Sitä käytetään laajasti monilla aloilla, kuten teollisuusautomaatiossa, lääketieteellisissä laitteissa, meteorologisissa havainnoissa, ilmailussa ja laboratoriokalibroinnissa.
2、 Toimintaperiaate
PT100-termistorin toimintaperiaate on hyödyntää platinametallin lämpötilan mukaan muuttuvan resistanssiarvon ominaisuutta. Puhtaan platinalangan resistanssiarvo kasvaa lähes lineaarisesti lämpötilan noustessa osoittaen positiivista lämpötilakerrointa. Kun lämpötila on 0 ℃, sen vastusarvo on täsmälleen 100,00 Ω; Jokaista 1 ℃:n lämpötilan nousua kohden resistanssi kasvaa noin 0,385 Ω, ja 100 ℃:ssa resistanssiarvo on noin 138,5 Ω.
3、 Tuotteen tyyppi ja rakenne
(1) Tyyppi
Nimellisresistanssiarvon mukaan 0 ℃:ssa platinatermistorit jaetaan pääasiassa kolmeen tyyppiin: Pt10, Pt100 ja Pt1000, joista PT100 on yleisimmin käytetty. Lisäksi rakenteellisesti PT100 lämpövastukset voidaan jakaa koottuihin ja panssaroituihin tyyppeihin:
Esivalmistettu: Lämpötilan anturielementti valmistetaan yleensä kiertämällä platinalankaa keraamisen, lasin tai kiillerungon ympärille ja kokoamalla se sitten metalliseen suojaholkkiin. Sillä on yksinkertainen rakenne ja helppo asennus, ja se soveltuu yleisiin teollisuuden lämpötilamittausskenaarioihin.
Panssaroitu tyyppi: Lämpötila-anturielementtien, eristysmateriaalien ja metalliholkkien yhdistelmä vedetään kiinteäksi kokonaisuudeksi, jonka etuna on hyvä joustavuus, vahva seisminen kestävyys ja taivutettavuus. Se soveltuu asennettavaksi ja käytettäväksi monimutkaisissa ja kapeissa tiloissa.
(2) Rakennekoostumus
PT100-termistori koostuu pääasiassa lämpötila-anturielementeistä, suojaholkista, kytkentärasiasta ja johtimista
Lämpötilaa anturielementti: Se on ydinkomponentti, joka sisältää yleensä keraamisia elementtejä, lasielementtejä ja kiilleelementtejä, jotka on vastaavasti kääritty platinalangalla keraamisen rungon, lasirungon ja kiillerungon ympärille ja joita käsitellään monimutkaisilla prosesseilla. Lisäksi on olemassa ohutkalvo-platinavastuksia, jotka käyttävät tyhjiöpinnoitusohutkalvoteknologiaa platinaa sputteroimaan keraamisille alustoille, joiden kalvon paksuus on alle 2 mikronia. Ni (tai Pd) johdot on kiinnitetty lasisintratuilla materiaaleilla ja valmistettu laservastuksen säädöllä, jolla voidaan saavuttaa teollinen massatuotanto.
Suojaholkki: käytetään suojaamaan lämpötilaa mittaavia komponentteja korroosiolta ja mitatun väliaineen aiheuttamilta mekaanisilta vaurioilta. Materiaaleina ovat yleensä ruostumaton teräs 201, 304, 316, 316L jne., jotka voidaan valita eri käyttöympäristöjen mukaan.
Kytkentärasia: käytetään lämpövastusten ja ulkoisten mittauspiirien johtojen liittämiseen, hyvä tiivistys estää pölyn, kosteuden jne. pääsyn sisään ja varmistaa mittaustarkkuuden ja vakauden.
Lyijyjohto: vastaa lämpötila-anturielementin resistanssisignaalin lähettämisestä ulkoiseen mittauslaitteeseen kolmella kytkentämenetelmällä: kaksijohtiminen, kolmijohtiminen ja nelijohtiminen
4、 Johdotusmenetelmä
(1) Kaksilinjainen järjestelmä
Johdon kytkeminen termistorin molempiin päihin vastussignaalin poistamiseksi on yksinkertainen ja käyttökelpoinen johtomenetelmä. Liitosjohdon johtoresistanssi voi kuitenkin vaikuttaa merkittävästi mittaustuloksiin, joten se soveltuu vain tilanteisiin, joissa mittaustarkkuusvaatimukset ovat alhaiset.
(2) Kolmijohtiminen järjestelmä
Yhdistä yksi johto termistorin juureen ja kaksi johtoa toiseen päähän, joita käytetään yleensä sähkösillan yhteydessä. Wheatstonen siltaperiaatteella voidaan tehokkaasti eliminoida lyijynkestävyyden vaikutus, jolloin se on yleisimmin käytetty lyijymenetelmä teollisen prosessin ohjauksessa. Sillä on merkittäviä etuja kustannustehokkuuden suhteen, ja virhe voidaan hallita ± 0,5 ℃:n sisällä (100 ℃:ssa).
(3) Nelijohtiminen järjestelmä
Liitä kaksi johtoa termistorin juuren molempiin päihin, kahdella johdolla, jotka tuottavat vakiovirran termistoriin, muuntaa resistanssiarvon jännitesignaaliksi ja ohjaa sitten jännitesignaalin toissijaiseen instrumenttiin kahden muun johdon kautta. Tämä johdotusmenetelmä voi eliminoida täysin lyijyvastuksen vaikutuksen ja sillä on erittäin korkea mittaustarkkuus. Johdotus on kuitenkin monimutkainen ja kallis, joten se soveltuu pääasiassa skenaarioihin, kuten laboratorioihin, jotka vaativat erittäin suurta mittaustarkkuutta.
5、 Tuotteen ominaisuudet
(1) Suuri tarkkuus
PT100:n lämpöresistanssin mittaustarkkuus on erittäin korkea standardimalleilla, jotka on jaettu luokkaan A ja luokkaan B. Luokka A sallii ± (0,15+0,002 │ t │) ℃, kun taas luokka B sallii ± (0,30+0,005 │) t│. Jotkut korkean tarkkuuden tuotteet voivat saavuttaa ± 0,1 ℃ tai jopa korkeamman tarkkuuden.
(2) Hyvä vakaus
Platinametallilla on hyvä fysikaalinen stabiilisuus ja kemiallinen inertisyys, hapettumisen ja korroosionkestävyys, vakaa pitkäaikainen suorituskyky, minimaalinen vuotuinen ryömintä, ja se voi varmistaa mittaustulosten toistettavuuden ja luotettavuuden.
(3) Laaja lämpötilan mittausalue
Sen mittausalue kattaa -200 ℃ - 850 ℃, ja se voidaan laajentaa -270 ℃ - 1064 ℃ äärimmäisissä ympäristöissä, soveltuu erilaisiin keski- ja alhaisiin lämpötiloihin sekä joihinkin korkean lämpötilan mittausskenaarioihin.
(4) Lyhyt vasteaika
Yleensä vasteaika on alle 30 sekuntia, ja se tunnistaa nopeasti lämpötilan muutokset ja antaa oikea-aikaista palautetta mittaustiedoista.
（5） Vahva häiriönestokyky
Verrattuna muihin lämpötila-antureihin, kuten lämpöpareihin, PT100-lämpövastukset ovat vähemmän herkkiä sähkömagneettisille häiriöille ja sopivat erityisen hyvin monimutkaisiin teollisuussähkömagneettisiin ympäristöihin.
6、 Tuotesovellusskenaariot
(1) Teollisuustuotannon ala
Metallurgiateollisuus: käytetään laitteiden, kuten masuunien, konvertterien ja sähköuunien, sisäisen lämpötilan valvontaan sekä lämpötilan valvontaan teräksen lämpökäsittelyprosessien aikana tuotantoprosessien vakauden ja tuotteiden laadun varmistamiseksi.
Petrokemianteollisuus: Väliaineen lämpötilan reaaliaikainen seuranta laitteissa, kuten reaktioastioissa, tislaustorneissa ja putkistojärjestelmissä jalostamoissa ja kemiantehtaissa, jotta estetään riskejä, kuten kemiallisen reaktion hallinnan menetys, väliaineen kiinteytyminen tai epänormaalin lämpötilan aiheuttama vuoto.
Energiateollisuus: Käytetään muuntajan käämien, rautasydämien, virtakiskokiskojen sekä avainkomponenttien, kuten katkaisijoiden ja kontaktorien, lämpötilan valvontaan sähköasemien jakelukaapeissa, varoittamaan ajoissa ylikuumenemisvaaroista ja välttämään onnettomuuksia, kuten oikosulkuja ja tulipaloja. Uuden energiantuotannon alalla, kuten aurinkosähkömoduulijärjestelmät ja invertterijäähdytysjärjestelmät aurinkovoimaloissa, generaattoriosastoissa, vaihteistoissa, laakereissa ja muissa tuulivoimantuotannon osissa, lämpötilan valvontaa käytetään optimoimaan laitteiden toimintaparametreja, parantamaan sähköntuotannon tehokkuutta ja pidentämään laitteiden käyttöikää.
Mekaaninen valmistusteollisuus: Lämpötilan valvontaa suoritetaan useille osille, kuten CNC-työstökoneiden, painevalukoneiden ja ruiskuvalukoneiden karalle, muotille ja hydraulijärjestelmälle, jotta voidaan määrittää laitteiden toimintatila ja estää ylikuumenemisen aiheuttamat mekaaniset viat ja tarkkuuden heikkeneminen.
(2) Lääketieteellinen teollisuus
Lääketieteellisissä laitteissa, kuten jäähdytetyissä säiliöissä rokotteiden kuljetusta varten, lämpötilan valvontaantureissa teho-osastoilla, lääketieteellisissä sterilointilaitteissa jne., PT100-termistori voi tarjota erittäin tarkan lämpötilan mittauksen, mikä varmistaa lääketieteellisten prosessien turvallisuuden ja tehokkuuden. Esimerkiksi rokotteen kuljetuksen aikana jääkaapin lämpötilan reaaliaikainen seuranta varmistaa, että rokote pysyy määritellyllä lämpötila-alueella ja säilyttää aktiivisuutensa.
(3) Maatalous ja kylmäketjulogistiikkateollisuus
Älykäs maatalous: Suurissa kasvihuoneissa ja jalostusaioissa automaattinen lämpötilan säätö ja ilmanvaihto saavutetaan monipisteisen lämpötilan valvonnan avulla yhdistettynä IoT-alustoihin vakaan sadon kasvun ja karjankasvatusympäristön varmistamiseksi.
Kylmäketjulogistiikka: käytetään usean pisteen lämpötilan valvontaan suurten kylmävarastojen ja jäähdytettyjen kuorma-autojen eri hyllyalueilla, jotta varmistetaan, että tuoreen ruoan ja lääkkeiden kylmäketjumateriaalien säilytys- ja kuljetuslämpötila täyttää standardit ja vältetään pilaantuminen.
(4) Tutkimus- ja laboratorioalat
Tieteellisissä tutkimuskokeissa PT100-lämpövastusta käytetään yleisesti erittäin alhaisen lämpötilan kokeissa, materiaalien suorituskyvyn testauksessa ja muissa skenaarioissa tarkkojen lämpötilatietojen saamiseksi kokeisiin. Laboratorion kalibrointilaitteistossa käytetään usein PT100-termistoria vakiolämpötila-anturina muiden lämpötilanmittauslaitteiden kalibroinnissa.
