Измерение температуры. Термосопротивления

Термометры сопротивления (ТС) – это датчики температуры, принцип действия которых основан на изменении электрического сопротивления от температуры

Как разобраться, какой ТС нужен? Сегодня рассмотрим основные характеристики наиболее часто используемых термосопротивлений.

1. НСХ – самая важная характеристика ТС!

НСХ (номинально-статическая характеристика) – это функция или таблица значений, которая определяет зависимость «сопротивление – температура».

По рисунку видно, что диапазон измерения температур зависит от НСХ.
О чем расскажет НСХ?
• Номинал сопротивления R0 (50 Ом, 100 Ом, 500 Ом, 1000 Ом)
• Материал чувствительного элемента (медь, платина)
• Температурный коэффициент α,
где:
α=0,00428 ⁰С-1 – для 50М/100М
α=0,00391 ⁰С-1 – для 50П/100П
α=0,00385 ⁰С-1 – для Pt100/Pt500/Pt1000


2. Какое сопротивление выбрать: 50 Ом, 100 Ом или 1000 Ом?

Главный принцип действия ТС – это изменение сопротивления от температуры.
Но к сопротивлению чувствительного элемента прибавляется сопротивление линий связи от датчика до прибора. Исходя из этого лучше использовать ТС с бОльшим сопротивлением, чем сопротивление линии связи. Поэтому, 1000 Ом – лучше всего.

НО! Многие приборы не могут работать с таким видом НСХ, поэтому стандартом является 50 Ом и 100 Ом.
Раньше стандартными были 50-омные датчики, так как для их производства расходовалось меньше материала, чем для 100-омных.

3. Что лучше: медь или платина?

От материала чувствительного элемента (ЧЭ) зависит диапазон измерения температур

    Медные: -50…+180 ⁰С
    Платиновые: -196…+500 ⁰С

Медные – дешевле, платиновые – дороже.

Для правильного выбора датчика в ГОСТ Р 6651-2009 есть таблица зависимости класса точности от материала и диапазона измерения.

4. Чем отличаются 100П и Pt100?

Существуют следующие технологии производства чувствительных элементов: намоточная/проволочная и тонкопленочная.

• 100П, применяемые российскими производителями, изготавливаются по проволочной технологии. Данные ТС работают в более широком диапазоне, но при этом сам сенсор достаточно громоздкий.
• Рt100 имеют тонкопленочные чувствительные элементы. На керамическую подложку напыляется тонкий слой металла, который образует токопроводящую дорожку, так называемый меандр. Эти чувствительные элементы имеют малые габариты, что позволяет использовать их в моделях с малым диаметром. Также технология производства позволяет делать 500- и 1000-омные сенсоры.

5. Как подобрать датчик с нужными требованиями по точности?

Класс допуска определяет максимальное допустимое отклонение от номинальной характеристики, причем задается это отклонение как функция температуры – при нуле градусов фиксируется наименьшее допустимое отклонение, а при уменьшении или увеличении температуры диапазон допустимых значений линейно увеличивается.
В ГОСТ Р 6651-2009 существуют 4 класса допуска: АА, А, В, С.

На графике представлены:
Класс допуска В – общепромышленное исполнение, и именно он является стандартом в ОВЕН.
Класс допуска А и АА – заказываются для лабораторных измерений.

6. Какой выходной сигнал лучше: сопротивление, ток или цифровой?

Выбор выходного сигнала сводится к надежности и к стоимости. Надежность рассматривается в разрезе помехоустойчивости:
• Токовый сигнал более помехоустойчив, чем сигнал «сопротивление».
• Цифровой сигнал, например, RS-485, более помехоустойчив, чем токовый.

Что касается стоимости, то самый дешевый – «сопротивление», токовый – средний по цене и «цифра» – дорогой.
Если покупать комплект оборудования, то датчики с RS-485 позволяют использовать более дешевые ПЛК, так как нет необходимости в аналоговых входах.

Автором данной статьи является компания ОВЕН: https://owen.ru/forum/showthread.php?t=31526

#Термосопротивление, #ТС, #термометрсопротивления, #основыпроектирования, #температура, #измерения