fot: Materiał partnera
fot: Materiał partnera
Czujnik rezystancyjny Pt100 to obecnie jeden z najpopularniejszych przemysłowych czujników temperatury. To niezawodne i trwałe urządzenie, które sprawdza się równie dobrze w przemysłowych urządzeniach pomiarowych, jak i w domowej instalacji grzewczej.
Czujnik rezystancyjny Pt100 – zasada działania
Z technicznego punktu widzenia określenie „Pt100” dotyczy rodzaju sensora odpowiedzialnego za pomiar temperatury w czujniku oporowym. Jest to jednak na tyle popularny standard, że obecnie nazwa „Pt100” jest stosowana w zasadzie jako synonim dla całej klasy urządzeń pomiarowych. Jak zatem działa czujnik rezystancyjny – nie tylko Pt100, lecz także Ni500 czy Pt1000 – i co jest przyczyną jego popularności?
Zasada, w oparciu o którą działają czujniki rezystancyjne, jest stosunkowo nietrudna do wytłumaczenia. Dotyczy ona ścisłego związku pomiędzy temperaturą materiału – w tym przypadku przewodnika lub półprzewodnika – a jego oporem właściwym. Otóż zmiana temperatury skutkuje zmianą oporu właściwego. W czujnikach rezystancyjnych typu Pt, Cu lub Ni, czyli takich, w których sensor jest wykonany z metalu (platyny, miedzi lub niklu), wzrost temperatury powoduje wzrost oporu właściwego sensora.
Tym samym jeśli jesteśmy w stanie zmierzyć zmianę oporu, możemy również stwierdzić, o ile wzrosła temperatura. W przypadku wyżej wspomnianych metali jest to o tyle łatwiejsze, że zależność pomiędzy oporem a temperaturą jest liniowa. Przez to ryzyko wystąpienia trudnych do przewidzenia anomalii pomiarowych jest minimalne.
Czujniki rezystancyjne – budowa urządzenia
Najważniejszym elementem każdego czujnika rezystancyjnego jest sensor, którego opór właściwy rośnie wraz z temperaturą. Warto przyjrzeć się bliżej temu niewielkiemu układowi.
- W standardowych miernikach oporowych sensor jest wykonany z metalu – niklu, miedzi lub platyny. Platyna jest generalnie uznawana za najlepszy materiał, przede wszystkim dlatego, że jest odporna na korozję, ma wysoką rezystywność, a także wysoką temperaturę topnienia. Tym niemniej jeżeli mierzone temperatury nie są zbyt wysokie, a sam pomiar może posiadać kilkustopniową tolerancję błędu, sensory miedziane lub niklowe mogą być wystarczające.
- Do tego dochodzi kwestia nominalnej wartości rezystancji w temperaturze 0°C. W sensorze Pt100 jest to 100 omów, z kolei w Ni1000 – 1000 omów. Im wyższa nominalna rezystancja, tym szersza skala pomiaru, a więc i jego dokładność.
- Warto także wspomnieć o technologii wykonania sensora. Najpopularniejszymi obecnie rozwiązaniami są sensory drutowe oraz cienkowarstwowe. W tych pierwszych metalowa spirala jest nawinięta na ceramiczny walec, a następnie całość jest zatopiona w ceramicznej masie. W tych drugich warstwa metalu jest napylona na ceramiczną podstawę i pokryta powłoką zabezpieczającą wykonaną z tego samego materiału. Niekiedy ceramikę zastępuje się specjalnym szkłem, ewentualnie metal jest napylany na płytkę PCB. Przyjmuje się, że sensory drutowe przeznaczone są do pracy w wyższych temperaturach niż cienkowarstwowe.
Wysokiej jakości czujniki rezystancyjne o różnym kształcie oraz zakresie pomiarowym, przeznaczone zarówno do zastosowań przemysłowych, jak i domowej automatyki (grzewczej, klimatyzacyjnej itp.), dostępne są w sklepie JUMO – jednego ze światowych liderów w dziedzinie czujników i automatyki.
