Was ist der RTD PT100-Sensor und die Funktion? Aus welchen Komponenten besteht der PT100-Sensor?

Funktion prinzip des PT100-Sensors – Ein Pt100 ist ein Sensor zur Temperaturmessung. Es ist ein Typ von Sensor, der in eine Gruppe fällt Resistance Temperature Detectors oder RTDs genannt.

Bevor Sie verstehen, wie der Sensor funktioniert, sollten Sie sich einige der verwendeten Terminologien ansehen, da diese bei der Identifizierung eines Sensors äußerst nützlich sind.

Der Sensortyp Pt100 gibt zwei wichtige Informationen über den Sensor an. Der erste Teil, Pt, ist das chemische Symbol für Platin und zeigt an, dass der Sensor auf Platin basiert. Der zweite Teil, 100, bezieht sich auf den Widerstand des Geräts bei 0 °C. In diesem Fall 100Ω. Zu diesem Thema gibt es verschiedene Variationen. Es gibt andere Materialien, die verwendet werden können, wie Nickel (Ni) und Kupfer (Cu) und unterschiedliche Widerstandswerte wie 50 , 500 Ω und 1000 . Dadurch besteht die Möglichkeit, Sensoren wie folgt zu identifizieren:- Cu100, Ni120, Pt1000

Häufigste Variante

Die Pt100-Variante wird jedoch am häufigsten verwendet. Sensoren, die Platin verwenden, sind auch bei weitem die häufigste Gruppe und werden oft als Platin-Widerstand thermometer oder PRTs bezeichnet.

Detektoren Widerstand temperatur

Wie vorher der Temperatursensor Pt100 erwähnt fällt in eine Gruppe von Sensoren Widerstand temperaturfühlern genannt. Das Schlüsselwort ist „Widerstand“, weil ein Pt100 die Temperatur misst, indem er eine Widerstandsänderung verwendet, um den Temperaturwert anzugeben. Bei einem Pt100 beträgt der Widerstand bei 0 °C 100 und bei 100 °C 138,5 Ω. Daher beträgt die Widerstandsänderung für jede Grad Celsius-Änderung 0,385 Ω.

Flüssigkeit und Gas messen PT100-Sensor einsetzen	RTD PT100-Sensor	Widerstandsthermometer mit festem Anschluss

BS EN 60751:2008

Diese Merkmale sind in den einschlägigen europäischen und internationalen Normen festgelegt. Im Vereinigten Königreich erfüllen wir mit BS EN 60751: 2008 und dieser Norm schreibt vor, den Widerstandswert, Widerstand änderung Eigenschaften, Toleranzen und Farbcode für Verlängerung kabel. Alle von YAXUN hergestellten Pt100-Temperatursensoren entsprechen dieser Spezifikation und sind vollständig mit Sensoren anderer Hersteller austauschbar.

FUNKTIONSPRINZIP RTD PT100

Warum Platin verwenden?

PT100-Arbeitsprinzip, auch bekannt als RTD PT100-Arbeitsprinzip – Obwohl Platin ein Edelmetall und daher sehr teuer ist, bietet es die größte Linearität und Stabilität aller anderen Materialien. Es hat auch den Vorteil, dass es extrem beständig gegen Korrosion und chemische Angriffe ist und bei hohen Temperaturen sehr stabil ist. Es wird nicht nur in Platin-Widerstandsthermometern verwendet, sondern auch in einigen Hochtemperatur-Thermo elementen. Die Masse an Platin, die bei der Herstellung der Sensor elemente verwendet wird, ist extrem gering, so dass die Kosten überraschend niedrig sind und nur einen kleinen Anteil der Gesamtkosten des fertigen Temperaturfühlers ausmachen.

Industrieller Einsatz von Pt100

Flachfilm Sensor element
Praktisch gesehen ist der Sensor ein sehr kleines Messelement, das auf einer von zwei Technologien basiert. Für größere Mengen, niedrigere Kosten und allgemeine industrielle Anwendungen ist es normal, ein Flachfilm sensor element zu verwenden. Dieser Elementtyp hat ein Keramik substrat, auf dem ein sehr feines Platingitter aufgebracht ist. Dieses Raster wird per Laser getrimmt, um die von den Normen geforderten Eigenschaften zu erhalten. Jedes Element wird kalibrierung geprüft und entsprechend dem Toleranzband, in das es fällt, eingestuft. Flachfolien elemente werden in einem automatisierten System hergestellt, das hohe Produktionsraten ermöglicht und auch in Automobil- und Weißwarenmärkten mit hohem Volumen verwendet wird. Durch die Konstruktion des Elements ist es trotz seiner geringen Größe sehr robust und hält höheren Stößen und Vibrationen als andere Typen stand. Oberflächenmontage geräte sind jetzt auch mit dieser Sensor technologie erhältlich.

Flachfilm-Sensor elemente sind äußerst vielseitige Vorrichtungen, weisen jedoch einige Nachteile auf. Sie können über einen weiten Temperatur bereich betrieben werden, im Allgemeinen -70 bis +500 °C. Sie sind nur in den unteren Toleranzbändern der Klasse B und der Klasse A erhältlich. Einige sind als 1/3 DIN erhältlich. Mit zunehmender Genauigkeit sind dem Temperatur bereich des Detektors Grenzen gesetzt. Der letzte Nachteil gilt nur bei Anwendungen, bei denen die Temperatur zwischen zwei Extremen schwankt. Da das Platin mit dem Keramik substrat verschmolzen ist und andere Schichten in der Konstruktion des Elements vorhanden sind, kann sich das leitende Gitter nicht frei ausdehnen und zusammenziehen, es wird durch die anderen Schichten eingeschränkt. Dadurch können Spannungen im Draht entstehen, die den Widerstand und damit die Genauigkeit beeinträchtigen.

Drahtgewickeltes Sensor element
Der zweite Sensortyp ist das drahtgewickelte Sensor element. Dieser Detektortyp wird in weitaus kleineren Stückzahlen von Hand gefertigt. Trotz ihrer höheren Kosten bieten sie ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit, insbesondere im Hinblick auf Langzeitdrift. Das Sensor element basiert auf einem mehrlochigen Keramikisolator. Eine handgemachte spiralförmige Spule aus Platin draht wird in eine oder mehrere der Bohrungen gelegt und sorgfältig getrimmt, um die richtigen Eigenschaften zu erzielen. Der Vorteil dieses Designs besteht darin, dass der Platin draht einfach unterstützt wird. Dies bedeutet, dass es sich bei Temperaturänderungen ausdehnen und zusammenziehen kann, wodurch ein Aufbau von Spannungen innerhalb des Drahtes vermieden und somit das Potenzial für Langzeitdrift verringert wird. Da der Draht einfach abgestützt wird, ist diese Art von Sensor element nicht für Anwendungen geeignet, bei denen der Sensor einer hohen Stoß- oder Vibrations belastung ausgesetzt ist. Der Hauptvorteil eines drahtgewickelten Messfühlers ist die Fähigkeit, standardmäßig bei einer höheren Temperatur zu arbeiten, in der Regel bis zu 650°C, und sie sind auch mit Toleranzen auf höchstem Niveau erhältlich. Sie sind auch die einzige Option für Sensoren, die bei kryogenen Temperaturen von -200 °C betrieben werden müssen.
 

Konstruktion methode

Bei beiden Sensortypen folgt der Aufbau des fertigen Temperaturfühlers im Allgemeinen sehr ähnlichen Methoden und Techniken. Im Allgemeinen sollte ein Pt100 in einem Metall gehäuse oder einer Ummantelung untergebracht werden, um Schutz vor der äußeren Umgebung zu bieten. Das Gehäuse besteht normalerweise aus Edelstahl 316, da dies ein ausgezeichnetes Allzweckmaterial für die meisten Anwendungen ist. Bei Bedarf können jedoch auch Alternativen wie Edelstahl 310 oder Inconel verwendet werden. In einigen Fällen ist es zulässig, für die Messung trockener Gase ein freiliegendes oder belüftetes Element zu verwenden. Der exponierte Sensor darf niemals Wasser oder leitenden Flüssigkeiten ausgesetzt werden.


PT100-Sensor Konstruktion methoden & Techniken
Das Sensor element selbst ist mit einem Verlängerung draht oder Kabel verbunden, um den Widerstands ausgang an einen Punkt zu liefern, an dem er messbar ist. Prozess parameter schweißen immer Verlängerung drähte an die Sensor elemente, da dies eine höhere Temperatur verbindung als beim Löten und den geringstmöglichen Widerstand zwischen Kabel und Detektor bietet. Der Sensor wird dann je nach gewünschtem Temperaturbereich und anderen Umgebungsbedingungen mit unterschiedlichen Materialien in das Gehäuse eingegossen. Wir bieten Konstruktionen für sehr tiefe Temperaturen von -200°C bis hin zu 650°C. Im Allgemeinen werden Sensoren entweder in einem Kabel, einem Anschlussgehäuse oder einem Stecker abgeschlossen. Process Parameters bietet all diese Optionen.

FUNKTIONSPRINZIP DES TEMPERATURFÜHLER PT100

Die Messung des Ausgang signals eines Pt100-Temperatursensors ist extrem einfach. Es gibt viele auf dem Markt erhältliche elektronische Instrumente, die ein Pt100-Signal akzeptieren. Die Elektronik ist so konfiguriert, dass alle Messungen und Linearisierungen erledigt sind und Sie eine genaue Temperatur messung erhalten. Bei einigen Anwendungen mit langen Kabellängen ist es normal, einen Temperatur transmitter zu verwenden. Dieses Gerät wandelt den Pt100-Eingang in einen linearisierten 4-20-mA-Ausgang nach Industrie standard um, der über größere Entfernungen übertragen werden kann. Temperatur transmitter sind für den Einbau in ein Klemmengehäuse oder auf eine DIN-Schiene erhältlich. Process Parameters kann Sie bei Ihren Anforderungen an Prozessinstrumentierung und Temperatur transmitter unterstützen. Kontaktieren Sie uns für Hilfe.