Para que serve o sensor de temperatura PT 100?

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As sondas de temperatura Pt100 são o tipo mais comum de termômetro de resistência de platina. Termômetros de resistência são geralmente Pt100, Pt500 ou Pt1000. O termo "Pt" refere-se ao fato de o sensor ser feito de platina. 100 significa que a 0°C o sensor tem uma resistência de 100 ohms (?).
Um termômetro de resistência é um tipo de sensor de temperatura. Consiste em um elemento cuja resistência varia de acordo com a evolução da temperatura. Nomes comuns para termômetros de resistência incluem RTD (abreviação de Resistance Temperature Detector), RT, Pt100, Pt500, Pt1000.
Um elemento Pt100 consiste em uma bobina de fio ou um filme depositado de metal puro. A resistência do elemento aumenta com a temperatura de forma conhecida e repetível. Pt100s exibem alta precisão em uma ampla faixa de temperatura.

  • Faixa de medição: -200 a 700ºC
  • Sensibilidade: A queda de tensão em um RTD fornece uma saída muito maior do que uma sonda de termopar.
  • Linearidade: RTDs de platina e cobre produzem uma resposta mais linear do que termopares ou termistores. As não linearidades de RTDs podem ser corrigidas através do projeto adequado de redes de ponte resistiva.

O material mais utilizado é a platina com resistência de 100 ohms a 0ºC e coeficiente de temperatura (Alpha) de 0,00385 ohms/ºC. Outros materiais elementares também usados ​​são cobre, níquel e níquel-ferro. Os elementos de platina predominam devido ao seu alcance mais amplo e porque a platina é o mais repetível e estável de todos os metais.

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Características da sonda PT100

Tolerância dos instrumentos de medição PT100; (Alfa = 0.003850 @ 0ºC)

CLASSE B  ± 0,12; OR ± 0,30ºC
CLASSE A  ± 0.06; OR ± 0.15ºC
1/3 B (1/3 DIN)  ± 0,04; OR ± 0,10ºC
1/10 B (1/10 DIN)  ± 0.012; OR ± 0.03ºC


A equação de linearização de uma sonda PT100

Rt = R0 * (1 + A * t + B * t2 + C * (t-100) * t3)

où:

Rt é a resistência à temperatura t

R0 é resistência a 0 ° C

A = 3,9083 E-3 B = -5,775 E-7 C = -4,183 E-12 (abaixo de 0 ° C) ou C = 0 (acima de 0 ° C)

Para uma sonda de medição PT100, uma mudança na temperatura de 1°C causará uma mudança na resistência de 0,384 ohm. Mesmo um pequeno erro na medição da resistência (por exemplo, a resistência dos fios que levam ao sensor) pode causar um grande erro na leitura da temperatura. Para um controle preciso da temperatura, os sensores de resistência PT100 têm quatro fios: dois para transportar a corrente de detecção e dois para medir a tensão no elemento do sensor. Também é possível obter sensores de três fios, embora estes operem na suposição (não necessariamente válida) de que a resistência de cada um dos três fios é a mesma.


Detalhes da conexão / fiação:

Existem diferentes tipos de conexão para dispositivos de medição PT100.
código de cores padrão; A é branco, B é vermelho.


       
Fio 2 : Conexão básica onde o condutor é curto. Sem fio de compensação. 3 fios: O mais comum em três fios de conexão, o instrumento mede a resistência do fio B e deduz sua medição. Fio 4 : A conexão de 4 fios é a medição mais precisa. O instrumento mede a resistência dos quatro fios condutores e a deduz de sua medição. Pt100 duplo : Conexão dupla RTD de 3 fios com dois elementos sensíveis diferentes.

Não é necessária manutenção para os sensores de temperatura PT100 RTD, no entanto, são recomendadas verificações de calibração programadas no ponto de gelo (0ºC).

Método para determinar a resistência ao ponto de gelo (0 ° C)

Prepare um recipiente isolado7.pngcom pelo menos 300 mm de profundidade e um diâmetro interno de 100 mm.

O procedimento deve ser o seguinte:

(a) Encha o recipiente isolado com gelo finamente dividido feito de água destilada

Nota: Se a água gelada da água destilada não estiver disponível, a parte transparente de um bloco de gelo comercial será suficiente, desde que todas as superfícies sejam lavadas primeiro com água destilada.

b) Misture o gelo com a água destilada previamente resfriada no agitador e, em seguida, escorra o excesso de água. O gelo deve ser vítreo, mas não deve haver água aberta restante.

c) Conecte o termômetro a um dispositivo de medição de resistência adequado e ajuste de forma que a energia elétrica dissipada no elemento não exceda 1 m W.

d) Mergulhe o instrumento de medição no gelo de modo que o elemento fique a uma profundidade de pelo menos 150 mm. Certifique-se de que o fundo do termômetro de resistência PT100 esteja a pelo menos 30 mm do fundo do recipiente. Nota: Termômetros com comprimento de haste inferior a 150 mm devem ser submersos até a profundidade máxima possível.

e) Quando o elemento atinge o equilíbrio com o gelo, podem ser feitas medições de temperatura. As medições feitas com corrente contínua devem ser feitas com a corrente nas direções direta e reversa. Nota: O tempo que leva para o elemento atingir o equilíbrio é normalmente em torno de 3 minutos.

f) Diminua a profundidade de imersão do elemento em 50 mm ou 20% do comprimento da haste, o que for menor.

g) Repita a etapa (e). Se a mudança na leitura for superior a um terço da tolerância apropriada, todo o procedimento deve ser repetido com gelo fresco.

precisão: Sensores RTD PT100; a 0 ºC = classe B +/- 0,3 ºC, classe A +/- 0,15 ºC, 1/10 DIN = +/- 0,03 ºC

Risco de autoaquecimento do Pt100

A corrente através do sensor de resistência PT100 causará aquecimento: por exemplo, uma corrente de detecção de 1 mA através de um resistor de 100 ohm gerará 100 μW de calor. Se o elemento sensor não dissipar este calor, ele reportará uma temperatura artificialmente alta. Este efeito pode ser reduzido usando um elemento sensor grande ou garantindo que ele esteja em contato térmico com o ambiente.

Usar uma corrente de detecção de 1 mA dará um sinal de apenas 100 mV. Como a mudança na resistência de um grau Celsius é muito pequena, mesmo um pequeno erro na medição da tensão no sensor produzirá um grande erro na medição da temperatura. 

Por exemplo, um erro de medição de tensão de 100 μV resultará em um erro de 0,4°C na leitura de temperatura. Da mesma forma, um erro de 1 μA na corrente de detecção dará um erro na indicação de temperatura de 0,4°C.

Devido aos baixos níveis de sinal, é importante manter os cabos longe de cabos elétricos, motores, equipamentos e outros dispositivos que possam emitir ruído elétrico. 

O uso de um cabo blindado, com a blindagem aterrada em uma extremidade, pode ajudar a reduzir a interferência. Ao utilizar cabos longos, é necessário verificar se o sistema de medição é capaz de suportar a resistência dos cabos.


Mais informações sobre os valores das sondas Pt100 abaixo!

Classe de precisão Tabela de conversão R / T