Czujniki rezystancyjne

moje konto

PLATYNOWE I NIKLOWE CZUJNIKI PRZEMYSŁOWYCH TERMOMETRÓW REZYSTANCYJNYCH

Platynowe i niklowe termometry rezystancyjne są to przyrządy reagujące na zmianę temperatury zmianą rezystancji wbudowanego w nie rezystora. W osłonie ochronnej, oprócz rezystora termometrycznego znajdują się odizolowane wewnętrzne przewody łączeniowe oraz zaciski zewnętrzne do przyłączenia elektrycznych przyrządów pomiarowych. Mogą zawierać elementy montażowe lub głowice przyłączeniowe.

PN - EN 60751 + A2: 1997 podaje zależność między temperaturą, a rezystancją dla rezystorów platynowych określoną na podstawie poniższych wzorów:

- w zakresie -200°C do 0°C: R_t = R₀ [ 1 + At + Bt² + C ( t - 100°C ) t³ ]
- w zakresie 0°C do 850°C: R_t = R₀ ( 1 + At + Bt² )

Dla platyny o jakości zwykle stosowanej w przemysłowych termometrach rezystancyjnych wartości stałych w powyższych równaniach są następujące:

A = 3,9083 x 10^-3 °C^-1
B = - 5,775 x 10^-7 °C^-2
C = - 4,183 x 10^-12 °C^-4

W przypadku termometrów rezystancyjnych podaje się również współczynnik temperaturowy α, definiowany jako:

α = ( R₁₀₀ - R₀ ) / ( 100 x R₀ ) = 0,00385°C^-1
R₁₀₀ - rezystancja w 100°C
R₀ - rezystancja w 0°C

Do obliczeń stosuje się dokładną wartość α =0,00385055 °C^-1

Dla czujników niklowych w całym zakresie pracy (od -60 do 250°C) zależność między temperaturą, a rezystancją oblicza się wg następującego równania ( wg DIN 43760 ):

R_t = R₀ ( 1 + 0,5485 x 10^-2t + 0,665 x 10^-5t² + 2,805 x 10^-11t⁴ - 2 x 10^-17t⁶ )

gdzie:

R₀ - opór w temperaturze 0°C
R_t - opór w temperaturze t
t - temperatura w °C
W zakresie temperatur - 60 °C do 180 °C można pominąć składnik - 2 x 10^-17t⁶

1. CHARAKTERYSTYKI REZYSTORÓW TERMOMETRYCZNYCH (SKRÓCONE).

Rezystor Ni100
Temperatura °C	Rezystancja Ω
-60	69,51
-40	79,06
-20	89,26
0	100,00
20	111,25
40	123,01
60	135,30
80	148,19
100	161,71
120	175,94
140	190,93
160	206,70
180	223,10

Obliczanie dopuszczalnych odchyłek temperatury

ZAKRES TEMPERATURY	WZÓR
-60 ÷ 0°C	±(0,4 ÷ 0,0028 \|t\|) °C
0 ÷ +250°C	±(0,4 ÷ 0,007 \|t\|) °C

|t| - bezwzględna wartość temp. °C

TEMPERATURA [°C]	TOLERANCJA [Ω]	TOLERANCJA [°C]
-60	±1,00	±2,10
0	±0,20	±0,40
+100	±0,80	±1,10
+180	±1,30	±1,70

Pt500 = 5 x Pt100
Pt1000 = 10 x Pt100

Rezystor Pt100
Temperatura °C	Rezystancja Ω	Temperatura °C	Rezystancja Ω	Temperatura °C	Rezystancja Ω
-200	18,49	160	161,04	520	287,53
-180	27,08	180	168,46	540	294,11
-160	35,53	200	175,84	560	300,65
-140	43,87	220	183,17	580	307,15
-120	52,11	240	190,45	600	313,59
-100	60,25	260	197,69	620	319,99
-80	68,33	280	204,88	640	326,35
-60	76,33	300	212,02	660	332,66
-40	84,27	320	219,12	680	338,92
-20	92,16	340	226,17	700	345,13
0	100,00	360	233,17	720	351,30
20	107,79	380	240,13	740	357,42
40	115,54	400	247,04	760	363,50
60	123,24	420	253,90	780	369,53
80	130,89	440	260,72	800	375,51
100	138,50	460	267,49	820	381,44
120	146,06	480	274,22	840	387,33
140	153,58	500	280,90	850	390,26

2. DOPUSZCZALNE ODCHYŁKI REZYSTANCJI ΔR I TEMPERATURY ΔT.

3. WŁASNOŚCI DYNAMICZNE TERMOMETRÓW / NORMA PN-EN 60751 + A2:1997 /

Czas odpowiedzi [t] jest to czas, którego potrzebuje termometr po skoku temperatury, aby wskazać określoną część skoku temperatury.
Czas odpowiedzi [t₀₅], jest to czas po którym termometr wskaże 50% skoku temperatury.
Czas odpowiedzi [t₀₉], jest to czas po którym termometr wskaże 90% skoku temperatury.

Czasy odpowiedzi wyznaczane są w następujących warunkach:
- w powietrzu:
prędkość przepływu V = 3 ± 0,3 m/s
temperatura powietrza T₀ = 10÷30°C
skok temperatury ΔT = 10÷20°C
minimalna głębokość zanurzenia = (długość + 15 średnic) części czułej
- w wodzie:
prędkość przepływu V = 0,4 ± 0,05 m/s
temperatura początkowa T₀ = 5÷30°C
skok temperatury ΔT = 10°C
minimalna głębokość zanurzenia = (długość + 5 średnic) części czułej

Uwaga! Wartości czasów odpowiedzi wyznaczone według różnych norm, w różnych warunkach, nie są wzajemnie porównywalne.

Własności dynamiczne oporników drutowych / wg katalogów firmowych /.

OPORNIKI DRUTOWE
Wymiar opornika	T₀₅ [s]		T₀₉ [s]		UWAGI
Wymiar opornika	W₀₄	P₁	W₀₄	P₁	UWAGI
1,5x25	0,20	5,00	0,60	18,00	( ) wartość dla oporników podwójnych i potrójnych
2,5x30	0,25		0,70
2,8x30	0,25	15,00	0,70	50,00
3,0x30	0,25		0,90
3,5x30	0,30		1,10
3,8x17
3,8x30	0,30	30,00	1,10	120,00
4,0x30	0,35		1,40
4,5x18	0,30		1,20
4,5x30	0,35	35 (40)	1,40	125 (140)
4,5x50	0,35		1,40
5,0x60	0,35		1,40

Czas odpowiedzi wyznaczono:
W₀₄- w wodzie przy V = 0,4 [m/s]
P₁- w powietrzu przy V = 1,0 [m/s]

4. OBWODY POMIAROWE REZYSTORÓW TERMOMETRYCZNYCH.

Kod kolorów izolacji przewodów stosowany w czujnikach rezystancyjnych.

B - biały
C - czerwony
Z - zielony
Cz - czarny

Połączenie jednym przewodem do każdego końca rezystora termometrycznego. Układ połączenia stosowany, gdy rezystancja przewodów połączeniowych może być rozpatrywana jako składowa stała w układzie pomiarowym. Również gdy błąd pomiaru spowodowany wpływem rezystancji przewodów przyłączeniowych może być ignorowany.

Połączenie jednym przewodem do jednego końca rezystora termometrycznego i dwoma przewodami do drugiego końca rezystora. Układ połączenia przeznaczony do współpracy z urządzeniami zaprojektowanymi z wejściem trzyprzewodowym. Umożliwia kompensację błędu pomiaru wynikającego z rezystancji oraz ze zmian rezystancji przewodów przyłączeniowych. Najczęściej używany układ połączeń przewodów przyłączeniowych.

Połączenie dwoma przewodami do każdego końca rezystora termometrycznego. Układ umożliwia dokładną kompensację rezystancji i zmian rezystancji przewodów przyłączeniowych. Stosowany do pomiarów wymagających najwyższej dokładności.

Dwa odizolowane od siebie rezystory termometryczne w jednej obudowie z przyłączeniem jednym przewodem do każdego końca rezystora. Stosowany w układach wymagających zabezpieczenia ciągłości pomiaru proces (uszkodzenie obwodu jednego rezystora nie przerywa pomiaru). Układ połączenia nie zapewnia kompensacji rezystancji i zmian rezystancji przewodów przyłączeniowych. Stosowany, gdy rezystancja przewodów przyłączeniowych może być rozpatrywana jako składowa stała w układzie pomiarowym. Również gdy błąd pomiaru spowodowany wpływem rezystancji przewodów przyłączeniowych może być ignorowany.

Dwa odizolowane od siebie rezystory termometryczne w jednej obudowie. Przyłączenie każdego rezystora jednym przewodem do jednego końca i dwoma przewodami do drugiego końca. Stosowany w układach wymagających zabezpieczenia ciągłości pomiaru procesu (uszkodzenie obwodu jednego rezystora nie przerywa pomiaru). Umożliwia kompensację błędu pomiaru wynikającego z rezystancji oraz ze zmian rezystancji przewodów przyłączeniowych. Układ połączenia przeznaczony do współpracy z urządzeniami zaprojektowanymi z wejściem trzyprzewodowym.