Küsige viielt inimeselt, mida tähendab "PT100" ja tavaliselt saate täieliku vastusena "mingi temperatuuriandur". See on hea, kui lihtsalt vestlete -, kuid kui olete see, kes kirjutab ostu spetsifikatsiooni, on lüngad selles vastuses täpselt seal, kus probleemid ilmnevad hiljem: andur, mis loeb pingil hästi, kuid triivib, kui see on keevitatud termosüvendisse, või andur, mis on tehniliselt õige, kuid ühendatud saatja jaoks valesti.
See artikkel käsitleb mehaanikat, kuidas PT100 tegelikult temperatuuri mõõdab, praktilisi erinevusi andurite tüüpide vahel, mille vahel valite, ja -, sest teooria viib teid ainult nii kaugele, - reaalne olukord, kus ühe nendest detailidest vale andmine põhjustas tootmisliinil mõõdetava probleemi.
Mis PT100 tegelikult on
PT100 on takistustemperatuuri detektor (RTD) - plaatinaelement, mille elektritakistus muutub temperatuuri muutudes tuntud ja korrataval viisil. Nimes olev "100" on takistuse väärtus 0 kraadi juures: täpselt 100 oomi. Kuumuta see üles, takistus tõuseb; jahuta see maha, takistus langeb.
Plaatina ei ole ainus metall, mis seda - nikli ja vase RTD-d on olemas, - kuid plaatina võitis tööstuslikuks kasutamiseks, kuna see ei oksüdeeru kergesti, säilitab oma kalibreerimise aastatepikkuse termilise tsükli jooksul ja selle takistuskõver on piisavalt hästi-defineeritud, et see on rahvusvaheliselt standarditud. See standard on IEC 60751 ja see on dokument, millele iga maineka tootja andmeleht vaikselt viitab isegi siis, kui nad seda otseselt ei ütle.
Füüsiliselt asub element metallist ümbrises -, tavaliselt 316 roostevabast terasest, mõnikord Inconel või Hastelloy vastiku kandja jaoks -, mille juhtmejuhtmed lõppevad saatja või kontrolleri analoogsisendikaardiga. Anduril endal pole ekraani ega loogikat; see lihtsalt muudab vastupanu. Kõik muu toimub allavoolu.
Füüsika lugemise taga
Miks muutub vastupidavus temperatuuriga
Plaatina kuumenedes suureneb aatomi vibratsioon, mis muudab elektronide liikumise läbi võre raskemaks, - takistus suureneb. See seos ei ole lineaarne kogu vahemikus, kuid see on piisavalt lähedane ja piisavalt hästi-iskirjeldatud, et see jäädvustatakse võrrandis, mitte ainult otsingutabelis: Callendar-Van Duseni võrrand.
Temperatuuride puhul üle 0 kraadi on lihtsustatud vorm:
Rt=R0 [1 + At + Bt²]
R0 on PT100 puhul 100 oomi ning A ja B on IEC 60751 fikseeritud konstandid. Alla 0 kraadi lisandub kolmas termin, kuna kõver paindub seal veidi erinevalt. Te ei pea seda - meelde jätma, kuid tasub teada, et see on olemas, sest see on põhjus, miks ühe tootja "PT100" ja teise tootja "PT100" nõustuvad antud temperatuuril üksteisega, selle asemel, et mõlemal oleks oma privaatne kõver.
Üks number, mida tasub meeles pidada: 100 kraadi juures näitab standardne PT100 umbes 138,5 oomi. Kui otsite multimeetriga anduri tõrkeotsingut ja see ei ole lähedal sellele, mis peaks olema 100 kraadi, siis on midagi valesti - kas elemendis, juhtmestikus või teie oletusel selle tegeliku temperatuuri kohta.
Samuti on üks jaotus, millest peaksite enne tellimist teadma: "Euroopa kõver" (alpha=0.00385) on standard kõikjal väljaspool Põhja-Ameerikat, samas kui vanem "Ameerika kõver" (0,00392) kuvatakse endiselt mõnel pärandseadmel. Nende kahe segamine moderniseerimisel on klassikaline temperatuurinäidu allikas, mis on ilma ilmse põhjuseta mõne kraadi võrra madalam.
Vastupanu muutmine numbriks, mida saate lugeda
Saatja juhib elemendist läbi väikese voolu, mõõdab selle pinget, arvutab takistuse ja rakendab temperatuuri väljasülitamiseks kõverat. See on kõik. See on ka põhjus, miks PT100 on põhimõtteliselt kasutu ilma saatja või selle taga oleva RTD-toega sisendkaardita -, andur on vaid pool mõõtmisahelast.
Juhtmete detail, mis tegelikult põhjustab väljaprobleeme
See on koht, kus paljud ostuotsused lähevad valesti ja harva on põhjuseks see, et keegi oli hoolimatu - see pole lihtsalt ilmne, kui keegi pole teile öelnud.
2-juhtmelineon odavaim, kuid juhtjuhtme enda takistus lisatakse otse näidule. Üle 30{3}}meetrise kaabli läbimisel pole see viga enam tühine. Trahv lühikeste jooksude või mittekriitilise jälgimise eest; ei sobi millegi eest, mida sa tahad kontrollida.
3-juhtmelineon enamiku tööstuslike tööde puhul vaikeseade. Kolmas juhe võimaldab saatjal hinnata ja tühistada juhtmetakistuse, eeldades, et kolm juhti on pikkuse ja gabariidi poolest vastavuses. Hea kulude ja täpsuse tasakaal, mistõttu leiate seda enamikul tänapäeval müüdavatest protsessisaatjatest.
4-juhtmelineeemaldab juhtmetakistuse vea peaaegu täielikult, eraldades voolu{0}}kande- ja pinge{1}anduri juhtmed. See on see, mida soovite kalibreerimise võrdlusstandardite jaoks või mujal, kus kraadi murdosa on tegelikult oluline -, kuid see on paljude üldiste seirepunktide jaoks liigne ja lisakulu.
Viga, mida ma kõige sagedamini näen, seisneb selles, et ei valita isoleeritult vale juhtmetüüpi -, see on 3-juhtmelise anduri tellimine saatjale, mis oli konfigureeritud kahejuhtmeliseks sisendiks, või vastupidi. Andur ja instrument peavad kokku leppima ning seda detaili on lihtne kahe silma vahele jätta, kui hankimine ja mõõteriistad on kaks erinevat inimest, kes töötavad kahe erineva dokumendiga.
Traat-haav vs. õhukesed-kileelemendid
Traadi-haavelemendid - plaatinatraat, mis on keritud ümber keraamilise või klaassüdamiku -, hoiavad kalibreerimist väga hästi pika kasutusea ja suurte temperatuurikõikumiste korral. Need on kallimad ja mehaaniliselt pisut hapramad.
Õhuke{0}}kileelemendid valmistatakse plaatina sadestamisel keraamilisele aluspinnale, mis on oma olemuselt sarnane mikrokiibi ehitamisega. Need on väiksemad, mahult odavamalt toota ja taluvad paremini vibratsiooni -, mistõttu on need suures osas üle võtnud üldise tööstusliku ja originaalseadmete valmistajakasutuse. Kompromiss-on kitsam nimitemperatuuri vahemik võrreldes esmaklassiliste traadi-keeramisega versioonidega, kuigi enamiku protsessitööde puhul ei jõuta sellele laele kunagi.
Kui teie rakendus on pehme - arvake, et HVAC kanalisatsioon, on üldine paagi jälgimine - õhuke-kile peaaegu alati ökonoomne ja mõistlik valik. Säästke traadi-haare kõrgel-temperatuuril või-pika tööeaga-rakenduste jaoks, kus lisastabiilsus teenib oma kulu tagasi.
PT100 vs termopaar vs PT1000
Ostjad uuedtemperatuuri mõõteriistadküsivad sageli, millist neist kolmest nad tegelikult täpsustama peaksid.
Vastu atermopaar, võidab PT100 täpsuse ja pikaajalise stabiilsuse-pikaajalises---keskmises vahemikus (umbes -200 kuni 850 kraadi) ega vaja külma ristmiku kompenseerimist. Termopaar võidab seal, kus temperatuur on kõrgem, kui plaatina talub, või kui vajate kiiremat reageerimist ja töötate väiksema täpsusega.
Vastu aPT1000, on tööpõhimõte identne - sama plaatina, sama füüsika - vaid 1000 oomi 0 kraadi juures 100 asemel. Suurem baastakistus muudab juhtme-viga proportsionaalselt väiksemaks, nii et PT1000 võib sageli pääseda 2-trahviga ilma PT100 accurata. See muudab PT1000 tavaliseks valikuks hooneautomaatikas, kus kaablid on pikad, kuid te ei jahti laboriklassi täpsust.
Tõeline juhtum: kui "piisavalt lähedal" ei olnud
Toidu-töötlemisoperatsioon, mis töötab pastöriseerimisliinil, oli saanud nädalaid - ebaühtlasi partii temperatuurinäiteid, - ei midagi dramaatilist, vaid paar kraadi triivi, mis ilmnes perioodiliselt ega olnud protsessis endas millegi ilmselgega korrelatsioonis. Hooldus oli anduri juba korra vahetanud, eeldas, et see lahendab probleemi ja liikus edasi. See tuli tagasi kuu aega hiljem.
Tegelikuks põhjuseks osutus juhtmestik, mitte andur: esialgne 3-juhtmeline PT100 oli asendatud mõne teise tarnija seadmega, mille juhtjuhtme mõõt erines veidi esialgsest, mis kaotas saatja arvutatud juhtmetakistuse kompensatsiooni. Paberil vastasid mõlemad andurid spetsifikatsioonidele. Praktikas oli mittevastavus piisavalt suur, et nihutada näit väljaspool tolerantsi, mis oli oluline pastöriseerimise ooteaja - jaoks, mis on toiduohutuse parameeter, mitte kosmeetiline parameeter.
Parandus ei olnud parem andur. See standardiseeris juhttraadi gabariidi ja pikkuse selle liini kogu asendusvaru ulatuses ning lisati kiire takistuse kontroll ümbritseva õhu temperatuuril vastuvõtva-kontrollietapina enne uue anduri kasutuselevõttu. Õppetund üldistab: PT100 on ainult nii täpne kui kogu seda ümbritsev mõõtmisahel ja "sama osanumber" ei tähenda alati "sama tegelikku juhet".
Mida tegelikult enne tellimist kontrollida
Enamiku ostjate jaoks taandub otsus viiele küsimusele, ligikaudu järgmises tähtsuse järjekorras:
- Mis on protsessi temperatuurivahemik ja kui tihe peab olema tolerants?See otsustab, et täpsusklass - B-klass (±0,30 kraadi 0 kraadi juures) hõlmab enamikku üldisest jälgimisest; Klass A või 1/3 DIN on väärt lisatasu juhtimisahelate või reguleeritud protsesside jaoks.
- Millist juhtmestikku teie saatja või PLC-kaart eeldab?Kinnitage seda enne tellimist, mitte pärast -. See on välditavate väliprobleemide kõige levinum põhjus.
- Milline on ümbrise materjal ja sondi läbimõõt, mis sobib teie protsessikeskkonna ja rõhuga?Söövitavad või{0}}kõrgsurverakendused nõuavad tavaliselt ka kaitseklaasi, nii et andurit saab vahetada ilma väljalülitamiseta.
- Kas vajate pähe{0}}kinnitavat saatjat?4–20 mA signaaliks teisendamine otse anduri juures parandab mürakindlust pikkade kaablite korral ja on elektriliselt mürarikkas keskkonnas lisakulu väärt.
- Mis on teie kalibreerimis- ja asendusplaan?Andurid triivivad aastatepikkuse termotsükli jooksul. Kriitilisi protsesse kontrollitakse tavaliselt igal aastal; madala-panusega seirepunktid võivad kesta kauem.
Paigaldusmärkused, mida tasub teada
Sisestussügavus on olulisem, kui enamik inimesi eeldab -, et anduri ots peab ulatuma tegelikku voolu või keskkonda, mitte lihtsalt läbi toruseina torkima, vastasel juhul mõõdate protsessi asemel piirkihti. Termoaugud on lisakulu väärt kõikjal, kus rõhk, korrosioon või kuum{2}}vahetamise vajadus on oluline tegur. Ja kui otsite veaotsingut näidu kohta, mis näib valesti, kontrollige takistust teadaoleva võrdlustemperatuuri juures (jäävesi on odav ja usaldusväärne 0-kraadine võrdlusväärtus), enne kui eeldate, et saatja või protsess ise on probleemiks.
Alumine rida
PT100 taga olev füüsika on lihtne ega ole aastakümnete jooksul muutunud - plaatina takistus tõuseb ennustatavalt temperatuuri tõustes ja see seos on standardiseeritud, nii et erinevate tootjate instrumendid on omavahel nõus. Kui ostjad tegelikult eksivad, pole sensori valik ise; see on selle ümber olevad üksikasjad - juhtmestiku konfiguratsioon, juhtmestiku konsistents, ümbrise materjal tegelike protsessitingimuste jaoks. Hankige need täpselt spetsifikatsioonistaadiumis ja anduri osa on lihtne osa.
Kui hankite PT100 andureid konkreetse liini või seadme jaoks, saadate oma tarnijale temperatuurivahemiku, nõutava täpsusklassi, juhtmestiku tüübi ja paigalduskeskkonna ette -, mitte ainult osanumbri -, mis tavaliselt eristab töötavat andurit andurist, mis vahetatakse kaks korda välja, enne kui keegi tõelise probleemi tuvastab.
Korduma kippuvad küsimused
Kas PT100 on sama mis RTD?
No - PT100 on kindlat tüüpi RTD, mis on valmistatud plaatinast 100-oomise takistusega 0 kraadi juures. RTD on laiem kategooria, mis hõlmab ka PT500, PT1000 ja nikli{7}} või vase{8}}põhiseid andureid.
Kui täpne on PT100 andur?
Klass B on täpsusega umbes ±0,30 kraadi 0 kraadi juures. Klass A pingutab seda ligikaudu ±0,15 kraadini. Kõrge täpsusega 1/10 DIN-andurid ulatuvad ±0,03 kraadini, mis on enamasti labori- või kalibreerimisstandardi -spetsifikatsioon, mitte midagi üldist protsessi jälgimist.
Kas PT100 talub miinus{1}}temperatuure?
Jah, standardühikud on hinnatud kuni umbes -200 kraadini, mis hõlmab enamikku krüogeenseid ja külmahela rakendusi, ilma et oleks vaja midagi eristada.
Miks on mõnel PT100 anduril kahe juhtme asemel kolm või neli?
Lisajuhtmed võimaldavad instrumendil lahutada juhtjuhtme enda takistuse, mida muidu arvestataks temperatuurisignaali osana - viga, mis kasvab koos kaabli pikkusega.
Viited
- Rahvusvaheline elektrotehnikakomisjon.IEC 60751 - Tööstuslikud plaatinatakistustermomeetrid ja plaatina temperatuuriandurid.
- National Institute of Standards and Technology (NIST).ITS-90 temperatuuriskaala ja plaatinatakistustermomeetria võrdlusandmed.
- Omega tehnika.RTD (resistance Temperature Detector) teatmik.
- Fluke korporatsioon.Kalibreerimine: filosoofia praktikas - Resistance Termomeetria.
