سنسور دمای Pt100 سنسوری پر کاربرد در صنعت است. در این مقاله نکات مفید و کاربردی زیادی در مورد سنسورهای Pt100 مورد بحث قرار می گیرد. اطلاعاتی در مورد سنسورهای RTD و PRT، ساختارهای مکانیکی مختلف Pt100، رابطه دما-مقاومت، ضرایب دما، تقسیم بندی سنسور براساس دقت و موارد دیگر در این مقاله مطرح خواهند شد.
سنسور RTD
RTD یک سنسور دما است که مخففِ “Resistance Temperature Detector” به معنای «آشکار کننده‌ی دمای مقاومتی» می‌باشد. در این سنسور میزان مقاومت به دما بستگی دارد. هنگامی که دما تغییر می کند، مقاومت سنسور نیز تغییر می کند. بنابراین، با اندازه گیری مقاومت سنسور، می توان از سنسور RTD برای اندازه گیری دما استفاده کرد. سنسورهای RTD معمولاً از پلاتین، مس، آلیاژهای نیکل یا اکسیدهای فلزی مختلف ساخته می شوند.
سنسور PRT
پلاتین رایج ترین ماده برای سنسورهای RTD است. پلاتین دارای یک نسبت مقاومت دمایی تکرارپذیر و خطی است. سنسورهای RTD ساخته شده از پلاتین PRT نامیده می شوند. متداول ترین سنسور PRT پلاتینی که در صنعت استفاده می شود سنسور Pt100 است. عدد “100” که در عنوان ذکر شده است نشان می دهد که سنسور دارای مقاومت 100 اهم در دمای 0 درجه سانتی گراد (32 درجه فارنهایت) می‌باشد.
اندازه گیری سنسور RTD/PRT
روش های مختلفی برای اندازه گیری مقاومت وجود دارد؛ از جمله می توان از سنسورهای 2، 3 یا 4 سیمه استفاده کرد. اتصالِ 2 سیم فقط برای اندازه گیری با دقت بسیار پایین مناسب است زیرا مقاومت سیم باعث خطا در اندازه گیری می شود. برای دقت بالاتر باید از سنسور 3 یا 4 سیمه انجام شود. به عنوان مثال، استاندارد IEC 60751 مشخص می کند که برای اندازه گیری با دقت بالاتر از سنسور کلاس B باید از سنسور 3 یا 4 سیمه انجام شود.
ضریب دما
رایج ترین سنسور RTD در صنعت، سنسور Pt100 است که دارای مقاومت 100 اهم در دمای 0 درجه سانتی گراد (32 درجه فارنهایت) است. مقاومت در دماهای بالاتر به نوع سنسور Pt100 بستگی دارد، زیرا چند نوع مختلف از سنسور Pt100 وجود دارد که دارای ضرایب دمایی متفاوت هستند. در سطح جهانی، رایج ترین نسخه “385” است. اگر ضریب ذکر نشده باشد، منظور معمولاً همان نسخه 385 است. ضریب دما سنسورPt100 به عنوان اختلاف مقاومت در 100 درجه سانتی گراد و 0 درجه سانتی گراد، تقسیم بر مقاومت در 0 درجه سانتی گراد ضرب در 100 درجه سانتی گراد نشان داده می شود.
a = ضریب دما
R100 = مقاومت در 100 درجه سانتی گراد
R0 = مقاومت در 0 درجه سانتی گراد
رابطه مقاومت دمای Pt100 (385)
در تصویر زیر، می توانید ببینید که چگونه مقاومت سنسور Pt100 (385) به دما بستگی دارد:
با توجه به نمودار بالا رابطه دمای مقاومت سنسور Pt100 کاملاً خطی نیست.
کلاس بندی سنسور Pt100
سنسورهای Pt100 در کلاس های موجود هستند. رایج ترین کلاس های دقت AA ، A، B و C هستند که در استاندارد 60751 IEC تعریف شده اند. از آنجایی که سنسورهای Pt100 را نمی توان برای جبران خطاها تنظیم کرد، باید سنسوری با دقت مناسب استفاده شود. دقت در کلاس های مختلف (بر اساسIEC 60751:2008 ) عبارت اند از :
