Существует несколько типов датчиков температуры, используемых в промышленных условиях, наиболее распространенными из которых являются резистивные датчики температуры (RTD). Их основной принцип работы основан на сопротивлении материала, которое изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Наиболее распространенные датчики температуры сопротивления изготовлены из тонкой платиновой, никелевой или медной проволоки, обернутой вокруг термостойкого сердечника. Каждый из этих материалов имеет свою температурную зависимость сопротивления, поэтому датчик температуры с платиновой проволокой считается наиболее подходящим и с наиболее линейной зависимостью между температурой и сопротивлением.
Оглавление:
PT100, где PT означает материал (аббревиатура платины), а 100 - сопротивление в омах при температуре 0 градусов Цельсия, является наиболее распространенным типом датчика температуры. Существует также тип PT1000, который, как следует из названия, имеет сопротивление 1000 Ом при температуре 0 градусов Цельсия.
Температурные зонды PT100 могут быть изготовлены либо из тонкой платиновой проволоки, обернутой вокруг керамического сердечника, либо из тонкой микропластины. В отличие от этого, PT1000 выпускается только в версии с микропластиной. Чистота платинового элемента и длина его физической дуги также являются ключевыми физическими различиями, которые обуславливают разное сопротивление.
На рисунке показана типичная структура датчика RTD, где видна тонкая металлическая проволока, из которой состоит чувствительный элемент. Эта проволока тщательно подобрана для обеспечения стабильного и точного измерения температуры.
Использование металлических проволок, таких как платина, обеспечивает линейные свойства и точность датчика в широком диапазоне температур. Высокая чистота и точность платины делают ее идеальным материалом для такого типа температурных датчиков.
Общее сопротивление датчика температуры складывается из двух составляющих - сопротивления самого платинового элемента и сопротивления кабеля датчика. Чем меньше сопротивление датчика и чем длиннее кабель датчика, тем меньше влияние датчика на общее сопротивление цепи и, следовательно, точность измерения температуры. Поэтому датчики типа PT1000 рекомендуются в тех случаях, когда требуется более длинный кабель от точки измерения температуры до приемника и можно использовать только 2-проводной датчик. Для уменьшения погрешности измерения в двухпроводных дугах были разработаны датчики температуры с 3 и 4 проводами. Для достижения наименьшей погрешности измерения температуры рекомендуется использовать PT1000 с 4-проводной схемой.
| Датчик температуры | Тип соединения | Класс температурного смещения | Погрешность измерения °C |
| PT100 | 2 дефекта | B | 5.25 |
| PT100 | 2 дефекта | A | 4.65 |
| PT100 | 4 дефекта | B | 1.05 |
| PT100 | 4 дефекта | A | 0.45 |
| PT1000 | 2 дефекта | B | 1.47 |
| PT1000 | 2 дефекта | A | 0.87 |
| PT1000 | 4 дефекта | B | 1.05 |
| PT1000 | 4 дефекта | A | 0.45 |
*Данные, использованные для расчета - температура 150 °C, длина кабеля 10 м, сечение проводника 0,22 мм².
Датчики температуры RTD используются во многих отраслях промышленности, таких как производство продуктов питания и напитков, фармацевтика, химическая промышленность и нефтепереработка. Они обеспечивают точные и надежные измерения температуры, которые необходимы в этих процессах.
Датчики RTD часто подключаются к преобразователю для обеспечения точного измерения температуры. Преобразователь преобразует сигнал сопротивления датчика в аналоговый или цифровой формат, понятный для систем управления. Чаще всего преобразователь преобразует сигнал в токовую петлю 4-20 мА, которая является промышленным стандартом для передачи сигнала на большие расстояния с минимальными потерями сигнала.
Датчики RTD можно подключать к различным типам устройств, таким как программируемые логические контроллеры (ПЛК), системы сбора данных и системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA). Подключение может осуществляться по двух-, трех- или четырехпроводной системе, при этом четырехпроводная система обеспечивает наивысшую точность измерений, так как компенсирует сопротивление проводов.
