Czujnik temperatury Pt100 – ogólne zasady działania

Rezystancyjny czujnik temperatury Pt100 to jeden z najpopularniejszych mierników temperatury stosowanych w przemyśle. Jest dokładny, trwały i przede wszystkim uniwersalny. Nie są to jednak jedyne zalety czujnika Pt100.

Rezystancyjny czujnik temperatury Pt100 – charakterystyka urządzenia

Nie istnieje jeden uniwersalny czujnik temperatury Pt100 do wszystkich zastosowań. Poszczególne urządzenia różnią się od siebie m.in. wielkością, rodzajem przyłącza procesowego czy zakresem badanej temperatury. Tym niemniej zasada działania oporowego czujnika jest identyczna zarówno w przypadku specjalistycznych mierników stosowanych w laboratoriach, jak i zwykłych czujników znajdujących się w instalacji klimatyzacyjnej.

Zasada ta opiera się na zależności pomiędzy oporem właściwym materiału a jego temperaturą. Otóż w przewodnikach i półprzewodnikach zmiana temperatury materiału powoduje zmianę jego oporu właściwego. W zależności od tego, czy temperaturowy współczynnik rezystancji danego materiału jest dodatni lub ujemny, wzrost temperatury powoduje wzrost lub spadek oporu.

W najpopularniejszych obecnie rezystancyjnych czujnikach temperatury, czyli Pt100, mamy do czynienia z sensorami zbudowanymi z platyny (Pt). Zmiana temperatury platynowego sensora powoduje zmianę jego oporu właściwego. Mierząc, jak bardzo opór wzrósł lub zmniejszył się, można ustalić wzrost lub spadek temperatury. Z kolei liczba „100” oznacza nominalną wartość rezystancji sensora (100 omów) w temperaturze 0°C.

Platyna nie jest jedynym materiałem, z którego może być zbudowany sensor czujnika – do tego celu używa się również niklu (Ni). Poza tym opór nominalny w 0°C może również wynosić 500 lub 1000 omów. Im jest wyższy, tym pomiar jest dokładniejszy.

Warto także pamiętać o układzie połączeń między urządzeniem pomiarowym a czujnikiem. Każdy przewód posiada własną rezystancję, która rośnie m.in. wraz z jego długością. Poza tym miedziane przewody mogą być narażone na obecność wysokiej temperatury, powodującej zwiększenie ich oporu właściwego. Nietrudno się domyślić, że dodatkowy opór w standardowym, dwuprzewodowym układzie łączącym czujnik z urządzeniem pomiarowym, z pewnością będzie miał negatywny wpływ na dokładność odczytu. Dlatego aby wyeliminować możliwość wystąpienia tego błędu, czujnik temperatury Pt100 podłącza się układem trzy- lub czteroprzewodowym, tworząc tym samym dodatkowe obwody w celu kompensacji błędów pomiarowych.

Gdzie zazwyczaj stosuje się czujniki temperatury Pt100?

Czujniki temperatury Pt100 występują w wielu wariantach. W ofercie JUMO, czyli jednego z największych światowych producentów tego rodzaju urządzeń, znajdują się mierniki z sensorem wykonanym zarówno w technologii cienkowarstwowej, jak i ceramicznej. Zakres mierzonych temperatur także może znacznie się różnić w zależności od modelu – niektóre czujniki mogą pracować w temperaturach znacznie poniżej 0°C, z kolei inne są stosowane w miejscach, w których mierzona temperatura przekracza 500°C. Do tego dochodzą modele bezgłowicowe oraz z głowicami, wkręcane lub wtykane, z osłonami sensora przystosowanymi do pracy w różnych środowiskach, o różnym kształcie oraz wielkości itd.

Z tego względu czujniki Pt100 można znaleźć w zasadzie we wszystkich gałęziach przemysłu: w metalurgicznym, hutniczym, maszynowym, chemicznym, farmaceutycznym, spożywczym, samochodowym, badawczym itd. Poza tym czujniki Pt100 są stosowane również w branży instalacyjnej, na przykład w kotłach grzewczych, domowej oraz biurowej klimatyzacji itp.

Doskonałej jakości rezystancyjne czujniki temperatury Pt100 dostępne są na stronie jumo.pl.