铂金温度传感器
差异和应用
温度是材料或介质的热状态的测量单位。确定温度这一物理量最常用的测量方法是通过电阻温度计(温度传感器)进行测量。使用这样的电阻温度计,传感器的电阻会根据温度的变化而变化。 电阻温度计由一个传感器元件和其他部件组成,如连接元件和连接导线(更详细的信息,请阅读关于电阻温度计的报告)。
用于温度测量的一种广泛使用且非常精确的传感器元件类型是铂金传感器。铂(Pt)传感器属于RTD传感器组。RTD是 “电阻温度检测器 “的缩写,指的是其中的电阻取决于温度的传感器。因此,温度可以通过测量传感器的电阻来确定。
铂金传感器有两种不同的设计: 铂金薄膜传感器和绕线铂金传感器。铂金薄膜技术被广泛用于铂金传感器元件。薄膜技术是陶瓷、金属以及玻璃层的微结构组合。除了广泛使用的层技术外,一些铂金传感器元件还包括细铂金丝绕组。这种金属丝缠绕被应用于由玻璃或陶瓷制成的基体上。这些传感器被称为绕线式铂金传感器。
与其他热电阻相比,铂金传感器的铂金材料提供的电阻被认为在一段时间内是非常稳定的。与其他热电阻传感器相比,另一个优势是铂金传感器的电阻,它在很宽的温度范围内几乎随温度线性变化。随着温度的升高,电阻也会升高。这使得在宽广的温度范围内进行测量成为可能。通过测量电压降来提供电阻值,然后用它来计算绝对温度。
所有铂金温度传感器都是根据DIN EN 60751标准,在-200…+850 °C的温度范围内进行标准化。然而,应该注意的是,精度等级只适用于某些温度范围(见表)。该标准规定了哪种传感器必须具有哪种精度等级,以便被指定为例如Pt100或Pt1000。对于不符合该标准的铂金传感器,必须加上一个标记。
根据DIN EN 60751的精度等级:
关于精度等级,必须注意的是,DIN EN 60751在2008年进行了调整。从那时起,该标准区分了传感器元件(实际的Pt100、Pt1000等传感器)和电阻温度计(探头)。此外,该标准再次区分了绕线电阻和层状电阻。
有效性范围 °C | 有效性范围 °C | ||
级别 | 绕线电阻 W | 层电阻 F | 边界偏差 a °C |
AA (W 0,1; F 0,1) | -50 至 +250 (AA), -100 至 +350 (W 0,1) |
0 至 +150 | ± (0,1 + 0,0017 |t|) |
A (W 0,15; F 0,15) | -100 至 +450 | -30 至 +300 | ± (0,15 + 0,002 |t|) |
B (W 0,3; F 0,3) | -196 至 +600 | -50 至 +500 | ± (0,3 + 0,005 |t|) |
C (W 0,6; F 0,6) | -196 至 +600 | -50 至 +600 | ± (0,6 + 0,01 |t|) |
a |t| = 在不考虑符号的情况下,温度的数额为℃。
此外,B+B还提供高达350°C的1/10 DIN精度等级。这是一个非标准化的等级。偏差是按照以下公式计算的:
± (0,03 + 0,0005 x |T|) °C
Pt100或Pt1000的名称是什么意思?
最常见的Pt传感器是Pt100和Pt1000。名称 “Pt “后面的数字代表温度为0℃时的电阻。因此,Pt100传感器在温度为0°C时的标称电阻为100Ω。总之,Pt1000传感器在0°C时的标称电阻为1000Ω。
但这是什么意思呢?这里有一个例子来说明:
Pt100在10°C时的标称电阻为103.9Ω(电阻随温度增加,即从0°C到10°C,电阻增加3.9Ω)。
Pt1000在10°C时的标称电阻值为1039Ω(电阻值随温度增加,即从0°C到10°C,电阻值增加了39Ω)。
当然,除了Pt100和Pt1000传感器之外,还有Pt200、Pt500、Pt10,000等传感器。探测器,其数字也代表0 °C时的电阻。选择使用哪种Pt传感器通常取决于控制单元的输入,以及精度。例如,在2线制电路中使用Pt1000传感器是有意义的,因为与Pt100相比,引线电阻对测量结果的影响较小。原因是Pt1000传感器的基极电阻比Pt100传感器的高10倍。关于温度传感器的不同导体技术的详细解释可以在下一篇B+B应用报告中找到。
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