Pontos a serem observados ao projetar e depurar resistores térmicos PT100

O resistor térmico PT100 é um dos sensores mais usados ​​no campo da medição de temperatura industrial. Seu projeto e depuração afetam diretamente a precisão da medição da temperatura e da confiabilidade do sistema. A seguir estão as principais considerações e pontos técnicos:
I. Considerações de design e seleção
1. Seleção de nível de precisão
Padrão IEC 751:
Classe A: ± (0. 15 graus + 0. 002|t |), adequado para laboratórios ou controle de precisão;
Classe B: ± (0. 30 graus + 0. 005|t |), adequado para medição industrial de rotina;
Classe especial A: ± (0. 10 graus + 0. 0015|t |), para ser personalizado.
2. Projeto material e estrutural
Elemento de detecção de temperatura:
A pureza do fio da platina deve ser maior ou igual a 99,99%, diâmetro 0. 0 2 ~ 0,05mm;
PT100 de filme fino (espessura <10μm) tem uma resposta rápida (<1s), but poor vibration resistance.
Embalagem:
Blindado (φ1,5 ~ 8mm) resistente à alta pressão (30MPa), resistência ao impacto;
Ceramic packaging is suitable for high temperature (>800 graus), mas frágeis.
3. Método de chumbo
Sistema de dois fios: apenas adequado para curta distância (<1m) or low-precision scenarios;
Sistema de três fios: melhore a precisão, compensando a resistência ao fio (menor ou igual a 100m);
Four-wire system: eliminate the influence of wire resistance, suitable for long distance (>300m) ou sistemas de alta precisão.

2. Condicionamento de sinal e anti-interferência
Circuito do amplificador:
Use o amplificador do instrumento (como o INA128) para suprimir a interferência do modo comum;
A configuração de ganho precisa corresponder ao intervalo do conversor de anúncios (como {{0}} ~ 5V corresponde a 0 ~ 100Ω).
Design de filtro:
O filtro passa-baixo RC de segunda ordem (frequência de corte 10Hz) elimina ruído de alta frequência;
Aterramento de ponto único da camada de escudo (base do sinal recomendado).
3. Estabilidade da fonte de alimentação
A ondulação da fonte de corrente constante precisa ser <0. 1%. Recomenda -se usar uma fonte de tensão de referência (como Ref3025);
A fonte de alimentação é isolada do solo do sinal para evitar a interferência do loop do solo.
Iii. Notas sobre instalação e depuração
1. Otimização da posição de instalação
Requisito de profundidade: profundidade de inserção do meio medido maior ou igual a 3 vezes o diâmetro do tubo (mínimo de 50 mm);
Evite radiação de calor: mantenha-se longe dos elementos de aquecimento ou superfícies de alta temperatura e instale um escudo térmico;
Proteção de vibração: use um suporte antivibração e a sonda blindada precisa reservar um comprimento de buffer.
2. Tratamento de fiação e isolamento
Seleção de fios:
Os sistemas de três fios / quatro fios precisam usar fios do mesmo material e comprimento (como área de seção transversal maior ou igual a 1,5 mm²);
A camada de blindagem usa malha trançada de cobre estanhada (cobertura maior ou igual a 85%).
Resistência ao isolamento:
A resistência entre o sensor e o alojamento> 100mΩ (teste de megohmímetro de 500V);
Os terminais de fiação precisam ser à prova de umidade (como revestidos com graxa de silicone).
3. Calibração e verificação
Equipamento de referência:
Banho termostático (precisão ± 0. 01 grau), termômetro de resistência à platina padrão (SPRTS);
Seleção de pontos de calibração: 0 grau (mistura de água no gelo), 100 graus (ponto de ebulição de água), 200 graus (banho de óleo).
Teste de linearidade:
Calcule o erro não linear (Δtmax/intervalo), que deve ser menor ou igual a 0. 1% fs;
Teste de repetibilidade: 5 temperaturas consecutivas aumentam e queda, com um desvio de<0.05℃.
4. Problemas e soluções comuns
Fenômeno de falha Possível causa solução
A exibição da temperatura é muito baixa resistência ao fio compensação de erro Recalcular a resistência ao fio e atualizar coeficiente de compensação
O valor de medição flutua bastante interferência eletromagnética ou de fraco contato de verificação de verificação de blindagem de camada de aterramento e reforço de conexão terminal
Saltos de valor no efeito de auto-aquecimento do sensor de temperatura constante reduz a corrente de excitação (como 0. 5mA) e aumente as medidas de dissipação de calor
Resistência a frio anormal A quebra de fio de platina ou destacamento de articulação de solda substitua o sensor e a temperatura de controle menor ou igual a 300 graus durante a soldagem
Deriva após uso a longo prazo oxidação de fios de platina ou envelhecimento de isolamento Substitua a estrutura de vedação e use o enchimento de gás inerte
5. Ferramentas e técnicas de depuração
Simulador de sinal:
Use a caixa de resistência para simular pt1 0 0 resistência (como 0 graus → 100Ω, 100 graus → 138.5Ω);
Verifique o desvio entre a exibição do instrumento e o valor teórico (± 0. 3 graus permitidos).
Sistema de aquisição de dados:
Registre os dados por 12 horas consecutivas e observe a tendência de deriva de temperatura (deve ser <0. 1 grau /24h);
Use o MATLAB/SIMULINK para analisar o espectro de ruído.
Detecção de imagem térmica:
Verifique se o sensor está em bom contato com o objeto que está sendo medido (o ajuste é necessário se a diferença de temperatura> 2 graus).
Vi. Recomendações de manutenção preventiva
Calibração regular:
Use um termostato para calibração a cada 6 meses, reduza para 3 meses em ambientes de alta temperatura;
Estabeleça um arquivo de calibração e registre os coeficientes de correção de cada ponto.
Configuração redundante:
Instale PT100s duplos nos pontos de medição das chaves, pegue o valor médio ou defina um alarme limite;
Configure um circuito de detecção de desconexão (como um comparador para monitorar mutações de tensão).
Monitoramento ambiental:
Instalar um transmissor de temperatura e umidade próximo ao sensor para registrar parâmetros ambientais;
Use uma bainha de aço inoxidável 316L em um ambiente corrosivo e pulverize um revestimento anticorrosão regularmente.