Zaloguj się
Wszystkie
6 czerwca 2022
728
Choć może niepozorny, to jest to jeden z niekwestionowanych „koni pociągowych” automatyki. Od „zarania dziejów” sterowanie procesami związanymi z pomiarem temperatury oparte było na termoparach i „sondach typu Pt100”. Podchodząc do tematu formalnie, jest to opornik o dodatnim współczynniku temperaturowym (PTC ang. Positive Temperature Coefficient). Podchodząc praktycznie jest to element którego oporność zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury, czyli przetwornik temperatury na oporność. Jest to odcinek przewodnika platynowego o dokładnie określonej oporności w temperaturze 0°C. Oporność ta może wynosić 100 Ω, 500 Ω, 1000 Ω. To wartość przekłada się na popularne rodziny PT100, Pt500, Pt1000.
Zależnie od przeznaczenia, przetworniki te mają różne rozmiary i parametry dynamiczne. Czas odpowiedzi, czyli zmiana oporu przy zmianie temperatury otoczenia zależy od (w uproszczeniu) rozmiarów elementu, jednak co istotne, pod względem elektrycznym malutki Pt100 i duża przemysłowa sonda z ilustracji 1 wykonana do pracy w agresywnym środowisku są identyczne (przynajmniej w sensie stanów ustalonych).
W podstawowym podejściu wystarczy zmierzyć opór elementu i następnie przeliczyć otrzymaną wartość na temperaturę zgodnie ze znaną charakterystyką. Oczywiście w miarę tego wzrostu wymagań dotyczących jakości pomiaru należy zapoznać się z niuansami takimi jak podłączenie 2-przewodowe, 3-przewodowe i 4-przewodowe według schematów które przedstawia ilustracja 2.
Takie konfiguracje pomiaru które pozwalają na uniknięcie błędu który wynika z tego, że poza opornością platynowego przewodnika istnieje także oporność przewodów którymi go podłączamy. Ta dodatkowa oporność też zależy od temperatury i zależność ta jest inna niż dla platyny. Oczywiście gdy już prawidłowo zmierzymy oporność elementu, to może nas zainteresować co to znaczy, że nasz element tytułowy jest wykonany w klasie dokładności B. Odpowiednie informacje zawiera norma IEC 60751, która definiuje klasy dokładności i odpowiadający im maksymalny błąd pomiaru w określonych zakresach temperatur. W ramach ciekawego doświadczenia z naszym elementem możemy spróbować zaobserwować dryf wyniku przy długim pomiarze. Zjawisko to wynika z tego, że pomiar oporności wiąże się z przepływem prądu przez badaną oporność. Towarzysząca temu strata mocy grzeje badany element, a to powoduje zmianę wskazania. Jeżeli chce się „dosyć prawidłowo” i prosto zmierzyć temperaturę wystarczy sięgnąć do połączenia dwuprzewodowego, albo po jeden z dedykowanych układów interfejsowych, takich jak na przykład MAX31865, którego schemat przedstawia Ilustracja 3.
Jest to układ o bogatej funkcjonalności, zawierający w sobie między innymi całą konieczną część analogową, obsługujący połączenia 2, 3, 4 przewodowe; pozwala przy pomocy mikrokontrolera (SPI) dobrze wykorzystać czujniki Pt100. A dlaczego platyna? Dlatego, że „bardzo powoli się starzeje”; charakterystyka oporności konkretnego elementu od temperatury praktycznie nie zmienia się z upływem czasu. Dodatkowo platyna pozwala na mierzenie temperatur bardzo znacząca powyżej 1500° i „prawie” nie wchodzi w reakcje chemiczne, dzięki temu sama jest bardzo trwała i nie zanieczyszcza badanego ośrodka.
Karta katalogowa
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
