Pt100- ja vastusanturit
Lämpötilan mittaaminen vastusantureilla perustuu metallin ominaisuuteen ottaa tietty vastusarvo tietyssä lämpötilassa. Metallin on oltava pitkäikäinen suunnitelluissa lämpötiloissa. Mittauksissa alueella -200 °C…+850 °C käytetään yleisimmin jalometallia platinaa. Platinamittauselementtejä valmistetaan tavallisesti 100 Ω:lle 0 °C:n lämpötilassa, 138,50 Ω:lle 100 °C:n lämpötilassa jne. ja ne on varustettu merkinnällä Pt100. On olemassa myös muunnelmia, kuten Pt500 ja Pt1000. Muita yleisesti käytettyjä metalleja ovat nikkeli ja kupari. Nikkelimittauselementit, jotka valmistetaan 100 Ω:n lämpötilalle 0 °C:ssa, merkitään Ni100.
Euroopassa käytettävät platinamittausvastukset ovat standardin EN / IEC 60751 mukaisia, jossa todetaan sekä vastus- / lämpötilaolosuhteiden että toleranssirajojen suhde. Koska normaali toleranssitaso vanha B-luokka, uusi luokka W0.3 / F0.3 ei usein riitä teollisuuden mittauksissa, mittausvastukset toimitetaan kapeammalla toleranssilla W0.15 / F0.15 = luokka A tai muut AA, INOR Premium Grade tai vanhempi 1/3 DIN ja 1/10 DIN. Kapeaa toleranssia on kuitenkin vaikea saavuttaa mittauselementin koko mittausalueella -200 ° C… + 850 ° C, joten se on määritelty tietylle lämpötilapisteelle tai mittausalueelle. Lisätietoja on luvussa “Vastuksen mittaamisen toleranssit”.
Pt100 vastus- / lämpötilakäyrä
Pt100:n resistanssi / lämpötilakäyrä määritetään nykyisen lämpötilan asteikon ITS-90 mukaan standardiyhtälössä IEC 60751:n (Callendar-Van Dusen -yhtälön) mukaisesti. Katso yksityiskohtaiset taulukot kohdasta “Vastuksen mittaamisen perusarvot”.
Pt100 alueella – 200°C … 0°C
Rt = 100 . [1 + 3.9083 . 10-3t – 5.775 . 10-7t2 – 4.183 . 10-12(t – 100)t3]
Pt100 alueella 0°C… +850°C
Rt = 100 . (1 + 3.9083 . 10-3t – 5.775 . 10-7t2)
IEC 60751 -standardin mukaan esiintyy neljä toleranssiluokkaa
Luokka AA: ± (0,1 ° C + 0,0017 | t |) | W0,1 -100… + 350 ° C / F0,1 0… + 150 ° C
Luokka A: ± (0,15 ° C + 0,002 | t |) | W0,15 -100… + 450 ° C / F0,15 -30… + 300 ° C
Luokka B: ± (0,3 ° C + 0,005 | t |) | W0,3 -196… + 600 ° C / F0,3 -50… + 500 ° C
Luokka C: ± (0,6 ° C + 0,01 | t |) | W0,6 -196… + 600 ° C / F0,6 -50… + 600 ° C
jossa | t | = nykyisen lämpötilan absoluuttinen arvo
W = Lankakäämielementti
F = Ohutkalvoelementti
Ni100 vastus / lämpötilakäyrä
Ni100:n vastus- / lämpötilakäyrä on alla olevan yhtälön C mukainen. Yksityiskohtaiset taulukot ovat kohdassa “Vastuksen mittaamisen perusarvot”.
Ni100 alueella -60°C …+250°C
Yhtälö C :
Rt = 100 + 0.5485 t + 0.665 · 10-3 t2 + 2.805 · 10-9 t4 – 2 · 10-15 t6
Saadaan kaksi toleranssiluokkaa
Alueella 0°C +250°C: ±(0,4°C+0,007|t|)
Alueella -60°C 0°C: ±(0,4°C +0,028|t|)
jossa |t| = kyseisen lämpötilan absoluuttinen arvo
Mittauksen epätarkkuus ja mittauspoikkeamat
Lämpötilaa mitattaessa on väistämätöntä, että tapahtuu mittausvirheitä. Mittausvirheiden minimoimiseksi on tärkeää tuntea mittaukseen vaikuttavat tekijät.
