Punti da notare durante la progettazione e il debug di resistori termici PT100

Il resistore termico Pt100 è uno dei sensori più comunemente usati nel campo della misurazione della temperatura industriale . La sua progettazione e debug influiscono direttamente sull'accuratezza della misurazione della temperatura e dell'affidabilità del sistema . Le seguenti sono considerazioni chiave e punti tecnici:
I . considerazioni di progettazione e selezione
1. Selezione del livello di precisione
Standard IEC 751:
Classe A: ± (0,15 gradi + 0.002|t |), adatto a laboratori o controllo di precisione;
Classe B: ± (0,30 gradi + 0.005|t |), adatto alla misurazione industriale di routine;
Classe speciale A: ± (0 . 10 gradi + 0.0015|t |), da personalizzare.
2. design materiale e strutturale
Elemento di rilevamento della temperatura:
La purezza del filo di platino deve essere maggiore o uguale al 99,99%, diametro 0,02 ~ 0,05 mm;
PT100 a film sottile (spessore <10μm) ha una risposta rapida (<1s), but poor vibration resistance.
Confezione:
Corazzato (φ1,5 ~ 8 mm) resistente ad alta pressione (30MPA), resistenza all'impatto;
Ceramic packaging is suitable for high temperature (>800 gradi) ma fragile .
3. Metodo di lead
Sistema a due fili: adatto solo a breve distanza (<1m) or low-precision scenarios;
Sistema a tre fili: migliorare l'accuratezza compensando la resistenza ai fili (inferiore o uguale a 100 m);
Four-wire system: eliminate the influence of wire resistance, suitable for long distance (>300 m) o sistemi ad alta precisione .

2. Condizionamento del segnale e anti-interferenza
Circuito dell'amplificatore:
Utilizzare l'amplificatore dello strumento (come INA128) per sopprimere l'interferenza in modalità comune;
L'impostazione di guadagno deve corrispondere all'intervallo di convertitore AD (come {0}} ~ 5V corrisponde a 0 ~ 100Ω) .
Design del filtro:
Il filtro rc-basso RC di secondo ordine (frequenza di cut-off 10Hz) elimina il rumore ad alta frequenza;
Grounding a punto singolo dello strato di scudo (terra di segnale consigliata) .
3. stabilità dell'alimentazione
L'ondulazione della sorgente di corrente costante deve essere <0 . 1%. Si consiglia di utilizzare una fonte di tensione di riferimento (come Ref3025);
L'alimentatore è isolato dalla terra del segnale per evitare l'interferenza del ciclo di terra .
III . Note sull'installazione e sul debug
1. ottimizzazione della posizione di installazione
Requisito di profondità: profondità di inserimento del mezzo misurato maggiore o uguale a 3 volte il diametro del tubo (minimo 50 mm);
Evitare le radiazioni termiche: tenere lontano da elementi di riscaldamento o superfici ad alta temperatura e installare uno scudo di calore;
Protezione delle vibrazioni: utilizzare una staffa anti-vibrazione e la sonda corazzata deve riservare una lunghezza del buffer .
2. trattamento di cablaggio e isolamento
Selezione del filo:
I sistemi a tre fili / a quattro fili devono utilizzare fili dello stesso materiale e lunghezza (come l'area della sezione trasversale maggiore o uguale a 1,5 mm²);
Lo strato di schermatura utilizza mesh intrecciata in rame staccato (copertura maggiore o uguale all'85%) .
Resistenza all'isolamento:
La resistenza tra il sensore e l'alloggiamento> 100 MΩ (test megohmmetro da 500 V);
I terminali di cablaggio devono essere a prova di umidità (come rivestiti con grasso di silicone) .
3. calibrazione e verifica
Attrezzatura di riferimento:
Bagno termostatico (precisione ± 0,01 gradi), termometro standard di resistenza al platino (SPRTS);
Selezione dei punti di calibrazione: 0 grado (miscela di acqua ghiacciata), 100 gradi (punto di ebollizione dell'acqua), 200 gradi (bagno olio) .
Test di linearità:
Calcola l'errore non lineare (Δtmax/intervallo), che dovrebbe essere inferiore o uguale allo 0,1% FS;
Test di ripetibilità: 5 temperature consecutive aumentano e diminuiscono, con una deviazione di<0.05℃.
4. problemi e soluzioni comuni
Fenomeno di faglia possibile causa soluzione
Il display della temperatura è un errore di compensazione della resistenza ai fili troppo bassa ricalcola la resistenza ai fili e il coefficiente di compensazione dell'aggiornamento
Il valore di misurazione fluttua notevolmente interferenze elettromagnetiche o scarsa messa a terra di protezione del contatto di protezione e rafforzare la connessione del terminale
I salti di valore a un effetto di auto-riscaldamento del sensore di temperatura costante riducono la corrente di eccitazione (come 0,5 mA) e aumenta le misure di dissipazione del calore
Resistenza a freddo anormale Breatamento del filo platino o distacco giunto saldato Sostituire la temperatura del sensore e di controllo inferiore o uguale a 300 gradi durante la saldatura
Andare alla deriva dopo a lungo termine l'ossidazione del filo platino o l'invecchiamento dell'isolamento sostituire la struttura di tenuta e utilizzare il ripieno di gas inerte
5. Strumenti e tecniche di debug
Simulatore del segnale:
Usa la casella di resistenza per simulare Pt1 0 0 Resistenza (come 0 gradi → 100Ω, 100 gradi → 138.5Ω);
Verifica la deviazione tra la visualizzazione dello strumento e il valore teorico (± 0 . 3 gradi consentito).
Sistema di acquisizione dei dati:
Registrare i dati per 12 ore consecutive e osservare la tendenza alla deriva della temperatura (dovrebbe essere <0,1 gradi /24 ore);
Usa matlab/simulink per analizzare lo spettro di rumore .
Rilevamento di imaging termico:
Controlla se il sensore è in buon contatto con l'oggetto misurato (è richiesta la regolazione se la differenza di temperatura> 2 gradi) .
Vi . raccomandazioni di manutenzione preventiva
Calibrazione regolare:
Utilizzare un termostato per la calibrazione ogni 6 mesi, abbreviare a 3 mesi in ambienti ad alta temperatura;
Stabilisci un file di calibrazione e registra i coefficienti di correzione di ciascun punto .
Configurazione ridondante:
Installare doppi PT100 nei punti di misurazione chiave, prendere il valore medio o impostare un allarme di soglia;
Configurare un circuito di rilevamento di disconnessione (come un comparatore per monitorare le mutazioni di tensione) .
Monitoraggio ambientale:
Installare un trasmettitore di temperatura e umidità vicino al sensore per registrare i parametri ambientali;
Usa una guaina in acciaio inossidabile da 316L in un ambiente corrosivo e spruzza regolarmente un rivestimento anticorrosivo .