PT100 või termopaar – kuidas valida temperatuuriandurit

Kuidas PT100 ja termopaar töötavad

PT100 on takistustermomeeter (RTD). Plaatinatakisti takistus on 0 °C juures 100 Ω ja kasvab umbes 0,39 Ω kraadi kohta. 100 °C juures on see 138,5 Ω. Mõõteseade juhib takistist läbi väikese voolu ja arvutab selle põhjal temperatuuri. PT1000 töötab samamoodi, kuid selle takistus on 0 °C juures 1 000 Ω. Karakteristikud on määratud standardis IEC 60751.

Termopaar koosneb kahest eri metallist traadist, mis on otsast kokku keevitatud. Kui see ots ja teine ots ehk võrdlusots on erineval temperatuuril, tekib väike pinge – K-tüübi puhul umbes 41 µV kraadi kohta. Mõõteseade mõõdab võrdlusotsa temperatuuri ja arvestab sellega – seda nimetatakse külma otsa kompensatsiooniks. Termopaaride tüübid on määratud standardis IEC 60584-1.

PT100 või termopaar – kumba valida?

Rusikareegel: kui kõige olulisemad on täpsus ja stabiilsus ning temperatuur jääb alla mõnesaja kraadi, vali PT100. Üle 600 °C, kiiretes protsessides või siis, kui andur peab olema väga väike, vali termopaar.

Täpsusklassid ja termopaaride tüübid

Standard IEC 60751 jagab PT100- ja PT1000-elemendid tolerantsiklassidesse. Tolerants kehtib ainult elemendi enda, mitte kogu mõõteahela kohta. Valemites on t temperatuur °C-des:

Iga klass kehtib ainult kindlas temperatuurivahemikus, mis on õhukesekileelementidel kitsam kui traatelementidel. Näiteks A-klass kehtib õhukesekileelementidel vahemikus −30 kuni +300 °C ja traatelementidel −100 kuni +450 °C. Mõiste 1/3 DIN tähendab kolmandikku B-klassi tolerantsist.

Levinud termopaaritüübid

2-, 3- või 4-juhtmeline ühendus?

PT100 mõõdab takistust, seega satub näitu ka kaabli takistus. 2-juhtmelise ühenduse ja kümnemeetrise 0,5 mm² soontega kaabli korral on viga peaaegu 2 °C.

• 2-juhtmeline – kõige lihtsam. Sobib ainult lühikeste kaablite või PT1000 jaoks.
• 3-juhtmeline – tööstuse standard. Mõõteseade mõõdab ühe soone takistuse ja lahutab selle, eeldusel et sooned on ühesugused.
• 4-juhtmeline – kaks soont juhivad voolu, kaks mõõdavad pinget. Kaabel ei mõjuta näitu. Laborite ja kalibreerimise jaoks.

Termopaare kaabli takistus samamoodi ei mõjuta. Selle asemel peab kaabel olema kogu ulatuses mõõteseadmeni sama tüüpi kui termopaar. Tavalise vaskkaabliga tehtud ühenduskoht muutub uueks mõõtepunktiks.

Reageerimisaeg, kaitsehülsid ja saatjad

Reageerimisaeg antakse sageli kujul t0,5 või t0,9: aeg, mille jooksul andur näitab 50 % või 90 % temperatuurihüppest. See sõltub rohkem kaitsehülsist ja keskkonnast kui elemendist endast. Voolav vedelik annab lühikese reageerimisaja, seisev õhk pika.

Kaitsehülss kaitseb andurit rõhu, voolu ja kulumise eest ning võimaldab anduri välja vahetada protsessi tühjendamata. Sukeldussügavus peab olema piisav. Levinud rusikareegel on vähemalt kümme hülsi läbimõõtu, muidu juhib hülss soojust ära ja andur näitab valesti.

Temperatuurisaatja ühenduspeas või DIN-liistul muudab signaali 4–20 mA, IO-Linki või väljasiini signaaliks. Alternatiiv on PLC analoogsisend, mis loeb PT100 ja termopaari signaali otse, või temperatuurirelee, mis annab piirväärtuse ületamisel häire.

1. Vale termopaarikaabel. Vaskkaabliga või vale tüüpi kompensatsioonikaabliga tehtud ühendused võivad põhjustada mitmekraadise vea.
2. 2-juhtmeline ühendus pika kaabliga. Kaabli takistus liitub näiduga. Kasuta kolme või nelja juhet või paigalda saatja anduri lähedale.
3. Liiga väike sukeldussügavus. Andur tajub kaitsehülsi kaudu ümbritsevat temperatuuri ja näitab valesti, eriti väikestes torudes.
4. Klass hõlmab ainult elementi. Saatjatel ja sisendkaartidel on oma vead. Kui täpsus on oluline, arvuta kogu ahela viga ja kalibreeri ahel tervikuna.

Kus temperatuuriandureid kasutatakse?

• Toiduaine- ja ravimitööstus – hügieenilised PT100-andurid pastöriseerimiseks, CIP-pesuks ja külmladudes.
• Tehased ja masinad – õli ja jahutusvee temperatuur, laagrid ja mootorimähised.
• Energeetika – kaugküte, soojuspumbad, trafod ning hüdro- ja tuuleelektrijaamade generaatorid.
• Ahjud ja metallitööstus – K-, N- või S-tüüpi termopaarid karastusahjudes, valukodades ja klaasitehastes.
• Sõidukid ja liikurmasinad – heitgaaside, jahutusvedeliku ja hüdraulikaõli temperatuur.
• Laborid ja meditsiinitehnika – 4-juhtmelised PT100-andurid täpseks mõõtmiseks ja kalibreerimiseks.

Temperatuuriandurid SCN-ilt

Meie valikus on Wenglori temperatuuriandurid vedelike ja gaaside mõõtmiseks torustikes, Tele Haase temperatuurireleed ning Yaskawa ja Moxa I/O-moodulid, mis loevad PT100 ja termopaari signaali otse. Kirjuta meile temperatuur, keskkond ja signaal – aitame sul valida.

Näited meie valikust

Korduma kippuvad küsimused

Mis vahe on PT100-l ja PT1000-l?

Mõlemad on standardile IEC 60751 vastavad plaatinatakistid, kuid PT1000 takistus on 0 °C juures 1 000 Ω. Seetõttu mõjutab kaabli takistus näitu vähem ja PT1000 sobib paremini 2-juhtmelise ühendusega. Mõõteseade peab olema seadistatud õigele tüübile.

Kuidas kontrollida PT100 andurit multimeetriga?

Mõõda juhtmete vahelist takistust. 0 °C juures peaks see olema 100 Ω ja 20 °C juures umbes 108 Ω. Väga suur väärtus viitab katkenud juhtmele, nullilähedane väärtus lühisele.

Millist termopaaritüüpi valida?

K-tüüp on üldotstarbeline valik kuni umbes 1 200 °C. N-tüüp on kõrgetel temperatuuridel stabiilsem, T-tüüp sobib madalatele temperatuuridele ning R-, S- ja B-tüüp kõige kõrgematele.

Mida tähendab 1/3 DIN?

PT100, mille tolerants on kolmandik B-klassi tolerantsist, ligikaudu ±(0,1 + 0,0017·|t|) °C. See vastab standardi IEC 60751 klassile AA.

Miks mu termopaar näitab valesti?

Levinud põhjused on vale kompensatsioonikaabel, vahetatud polaarsus, mõõteseadmes valesti seadistatud termopaaritüüp või kõrge temperatuuri tõttu vananenud andur.