Czujnik Pt100 – wszystko, co musisz wiedzieć

Wśród różnorodnych czujników temperatury stosowanych w przemyśle, nauce, medycynie i automatyce domowej, czujnik Pt100 wyróżnia się wysoką dokładnością, stabilnością i szerokim zakresem pomiarowym. Poznaj jego budowę, zalety, wady, szerokie spektrum zastosowań oraz rodzaje i sposoby montażu.

Budowa i działanie czujnika Pt100

Sercem czujnika Pt100 jest opróżnik platynowy, którego rezystancja rośnie wraz z temperaturą. Umieszczony jest on w obudowie ze stali nierdzewnej lub ceramicznej, chroniącej przed uszkodzeniami mechanicznymi i czynnikami zewnętrznymi. Czujnik przekształca temperaturę na sygnał elektryczny, interpretowany następnie przez urządzenia pomiarowe.

Prosta konstrukcja zapewnia wysoką niezawodność i łatwość użytkowania. Czujniki Pt100 nie wymagają kalibracji i mogą pracować w trudnych warunkach.

Elementy składowe czujnika Pt100

• Opróżnik platynowy: serce czujnika, którego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą.
• Przewody doprowadzające: służą do przesyłania sygnału elektrycznego do urządzenia pomiarowego.
• Osłona: chroni czujnik przed uszkodzeniami mechanicznymi i czynnikami zewnętrznymi.

Zalety i wady czujnika Pt100

Zalety:

• Wysoka dokładność: typowa dokładność to ±0,3°C w zakresie od 0°C do 100°C.
• Szeroki zakres pomiarowy: czujniki Pt100 pracują w temperaturach od -200°C do 850°C.
• Stabilność: rezystor platynowy jest bardzo stabilny, co oznacza minimalny dryft temperatury w czasie.
• Odporność na warunki atmosferyczne: czujniki Pt100 są odporne na wodę, pył i inne czynniki atmosferyczne.
• Długi czas eksploatacji: czujniki Pt100 mogą pracować przez wiele lat bez wymiany.

Wady:

• Wysoka cena: czujniki Pt100 są droższe od innych typów czujników temperatury, np. termistorów.
• Wrażliwość na zakłócenia elektromagnetyczne: czujniki Pt100 mogą być wrażliwe na zakłócenia elektromagnetyczne, co może prowadzić do błędnych pomiarów.
• Ograniczona odporność na wibracje: czujniki Pt100 mogą ulec uszkodzeniu w przypadku silnych wibracji.

Zastosowania czujnika Pt100

Czujniki Pt100 są stosowane w wielu różnych dziedzinach, m.in.:

Przemysł

• Do pomiaru temperatury w procesach przemysłowych, np. w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, spożywczym i farmaceutycznym.
• Do kontroli temperatury pieców i innych urządzeń grzewczych.
• Do monitorowania temperatury w systemach chłodniczych i klimatyzacyjnych.

Nauka

• Do precyzyjnego pomiaru temperatury w laboratoriach naukowych.
• Do badań naukowych w różnych dziedzinach, np. w fizyce, chemii i biologii.
• Do kalibracji innych czujników temperatury.

Medycyna

• Do pomiaru temperatury ciała pacjentów, np. w trakcie operacji.
• Do monitorowania temperatury w urządzeniach medycznych, np. w inkubatorach.
• Do diagnostyki i terapii niektórych schorzeń.

HVAC

• Do sterowania systemami ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji.
• Do monitorowania temperatury w budynkach.
• Do zapewniania komfortu cieplnego w pomieszczeniach.

Automatyka domowa

• Do sterowania systemami ogrzewania i klimatyzacji w domach.
• Do monitorowania temperatury w pomieszczeniach.
• Do automatyzacji sterowania temperaturą w domu.

Rodzaje czujników Pt100:

Ze względu na sposób montażu:

• Czujniki zanurzeniowe: do pomiaru temperatury cieczy i gazów.
• Czujniki powierzchniowe: do pomiaru temperatury powierzchni płaskich.
• Czujniki do powietrza: do pomiaru temperatury powietrza.
• Czujniki głowicowe: montowane w głowicach przyłączeniowych termometrów.
• Czujniki obiektowe: montowane bezpośrednio na instalacji technologicznej.
• Czujniki na szynę: montowane w zabudowie panelowej.

Ze względu na konstrukcję:

• Czujniki cienkowarstwowe: charakteryzujące się szybkim czasem reakcji i mniejszym rozmiarem.
• Czujniki drutowe: charakteryzujące się większą odpornością na wibracje i wyższą dopuszczalną temperaturą pracy.

Ze względu na dokładność:

• Klasy A, B i C: im wyższa klasa, tym wyższa dokładność pomiaru.

Dodatkowe funkcje:

• Niektóre czujniki Pt100 mogą być wyposażone w dodatkowe funkcje, takie jak:
  • Wbudowany przetwornik sygnału
  • Wyświetlacz LCD
  • Możliwość programowania

Wybór odpowiedniego rodzaju czujnika Pt100 zależy od:

• Specyfiki zastosowania
• Zakresu temperatury
• Wymaganej dokładności
• Dostępnych środków finansowych

Montaż czujnika Pt100:

Czujniki Pt100 można montować na różne sposoby, m.in.:

• Wkręcanie: w przypadku czujników zanurzeniowych i powierzchniowych.
• Przyklejanie: w przypadku czujników powierzchniowych.
• Umieszczanie w oprawce: w przypadku czujników do powietrza.
• Montaż w głowicy przyłączeniowej: w przypadku czujników głowicowych.
• Montaż na szynie: w przypadku czujników na szynę.

Sposób montażu również zależy od specyfiki zastosowania.

Zobacz też: Czujnik kąta skrętu – za co odpowiada i jak działa ten element?

fot.: commons.wikimedia.org