Pt100

2021/11/9 20:24:11 人评论 次浏览 分类:热电阻  仪表地址:/product/4025.html

Pt100即铂热电阻,Pt100的电阻值随温度改变而变化,这一特性使Pt100成为工业现场常用温度传感器。昌晖仪表在本文详细介绍Pt100的专业仪表知识,内容可作为仪表工培训和普及Pt100知识的教程。

物体的冷热程度常用“温度”这个物理量来表示,温度借助于某种物质的某种特性(如体积、长度、电阻等)随温度变化的一定规律来测量。其中,由以铂作为感温材料的Pt100元件、内引线和保护管构成的温度传感器,称为铂热电阻,分度号为Pt100。铂热电阻具有示值稳定、测量准确度高等优点,还具有一定程度的抗振动冲击的性能。广泛应用于工业测温。工业测温中使用的铂电阻温度传感器为工业热电阻。我国现行的铂电阻技术条件和检定规程等同于IEC751出版物。在常用的电阻温度计中,标准铂电阻温度计的准确度最高,并作为国际温标中961.78℃以下内插用标准温度计。


Pt100的温度系数
单位温度变化引起电阻值的相对变化。Pt100感温元件和热电阻的电阻温度系数用α表示,即:α=(Rt-Rt0)/[Rt0×(t-t0)] ℃-1
根据IEC751国标,温度系数α=0.003851,Pt100(R0=100Ω)、Pt1000(R0=1000Ω)统一设计铂电阻,其中:分度号Pt100铂热电阻在0℃时标准阻值R0=100Ω,100℃时标准阻值R100=138.51Ω;分度号Pt1000的铂电阻在0℃时标准阻值R0=1000Ω,100℃时标准阻值R100=1385.1Ω。

Pt00的温度/电阻特性
Pt100的电阻/温度关系:(Pt100分度表详见附录)
◆对于-200~0℃的温度范围,Pt100的电阻/温度关系:Rt=R0×[1+A×t+B×t?+C×(t-100℃)×t?]
◆对于0-850℃的温度范围,Pt100的电阻/温度关系:Rt=R0×(1+A×t+B×t?)
以上两公式中:Rt为在温度为t时Pt100的电阻值;Ω;t为温度;℃;R0为在温度为0℃时Pt100的电阻值;Ω;A为常数,当α=0.003851时其值为3.9083×10-3,℃-1;B为常数,当α=0.003851时其值为-5.775×10-7,℃-2;C为常数,当α=0.003851时其值为-4.183×10-12,℃-4
 Pt100的电阻/温度关系
以上采用1990年国际温标(ITS-90)的温度值。


Pt00的允差
Pt100铂热电阻的允差分为AA级,A级,B级,C级,10/B级等等;允差等级用Δ表示。


Pt100误差数据表(绝对值)
Pt100误差数据表

Pt100引线形式
1、两线制
Pt100元件的两端各连一根导线的引线形式为两线制。这种引线方式会带进引线电阻的附加误差,在使用时引线不宜过长。一般适用于精度要求不高的场合。

2、三线制
在Pt100元件的一端连接两根引线,另一端连接一根引线,这种引线形式称为三线制。它可以消除内引线电阻的影响,测量精度高于两线制。测量三线制铂电阻的电路一般是不平衡电桥,Pt100测量电路原理如图所示:
Pt100测量电路原理
由于把Pt00接入电桥的铜导线的电阻值会随着环境温度的变化而发生变化,如果只把连接导线接在一个桥臂上,当环境温度变化时,连接导线电阻的变化值将与热电阻RT的电阻变化值相叠加,而产生附加误差。所以在工业上普遍采用三线制的接线方法,把导线2与3分别接至电桥的两个桥臂上,当电线的电阻变化时,可以互相抵消一部分,以减少对仪表示值的影响。但误差减小是有限度的,对于不平衡电桥,只有在仪表刻度的始点才能得到全补偿,而在满刻度时上述的附加误差是最大的。对于不平衡电桥还要考虑电源引线的附加温度误差,当有电流流过热电阻连接电源的导线1时,会有一定的电压降,当环境温度变化时,电桥的上、下支路电压也会随之发生变化,从而给仪表带来一定的附加温度误差。

 
3、四线制
在Pt100元件的两端各连两根引线,在高精度测量时,要采用四线制。当测量电阻数值很小时,测试线的电阻可能引入明显误差,四线测量用两条附加测试线提供恒定电流,另外两条测试线测量未知电阻的电压降,在电压表输入阻抗足够高的情况下,电流几乎不流过电压表,这样就可以精确测量未知电阻上的压降,通过计算得出电阻值。

Pt100稳定性
Pt100有良好的长期稳定性,典型实验数据为:在400℃持续1000小时,0℃时的最大温度漂移为±0.04%。

Pt100的自热和测试电流
以常规欧宝电竞平台为例,Pt100测试电流为0.3~1mAPt1000测试电流为0.1~0.3mA。实际应用时Pt100测试电流不应超过允许值●!●!●!例如:当Pt100测试电流为1mA时,温升为0.1℃,当测试电流为2mA时,温升为0.49℃。并且Pt100自热温升的数据同欧宝电竞平台的结构也有很大的关系,如保护管的直径、材质,内部填充物的种类,测试条件等。

绝缘电阻
热电阻常温绝缘电阻的试验测试电压可取直流10-100V任意值,环境温度在15~35℃范围内,环境湿度应不大于80%,常温绝缘电阻值应大于100MΩ。

Pt100响应时间
当温度阶跃变化时,Pt100传感器的输出变化至量程变化的50%所需要的时间称为响应时间,用τ0.5表示。影响τ0.5的因素与保护管的材料、直径、壁厚有关,而且还与其结构形式、安装方法、置入深度以及被测介质的流速、种类有关。

Pt100元件响应时间典型数据值如下:

Pt100响应时间典型数据值

综合误差
温度传感器在测量过程中主要误差来源:传感器对分度表的误差,绝缘不良引起的误差,线路电阻引起的误差,显示仪表的误差以及传热误差,动态相应误差,干扰误差等。其中有些误差是在一定条件下才会出现,并且通过一定的措施是可以消除和减小的。

测量结构
Pt100铂电阻由外保护管、延长导线、测温电阻、绝缘导热填充物装配而成。绝大部分测温场合使用的都是此类欧宝电竞平台。另外适用于刚性保护管不能插入或需要弯曲测量等特殊部位的铂电阻温度传感器,由电阻体、引线、绝缘氧化镁及保护套管整体拉制而成,顶部焊接铂电阻,抗震性能好,测温范围宽,并且长度方向可以弯曲。但必须注意的是由于顶部是Pt100元件所在的位置,所以其端部的30mm是不得弯曲的。

Pt100分度表

Pt100分度表

热电阻选型确定温度传感器的类型、实际使用温度范围、精度、尺寸及安装固定方式等,这方面知识请移步至/product/list_80.html查看。如无特殊约定,所有铂热电阻温度传感器的头部5mm长度为温度测量端。

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