Akademia Automatyki
Rezystory w czujnikach temperatury

Rezystory w czujnikach temperatury

Generalnie wyróżniamy 2 podstawowe typy czujników temperatury, którymi możemy dokonywać pomiaru rezystancji lub pomiaru napięcia. Głównymi elementami pomiarowymi w tych dwóch przypadkach są rezystory pomiarowe lub termoelementy (termopary) w przypadku metody napięciowej. Każdych z nich charakteryzuje się innymi właściwościami temperaturowymi oraz dokładnościami w pomiarze. Bardziej dokładne i odporne na niższe temperatury są rezystory (RTD).

Rezystory pomiarowe najczęściej spotykane w czujnikach temperatury to Pt100, Pt1000, Pt500, czy też, już rzadziej spotykane, rezystory Ni100, Ni1000 czy Ni500. Oznaczenie literowe oznacza rodzaj użytych materiałów z jakich jest zbudowany – „Pt” oznacza rezystory z wykorzystaniem platyny, „Ni” oznacza wykorzystanie niklu. Drugi człon nazwy tj. liczbowe oznaczenie np. 100 oznacza iż, rezystor w 0°C generuje rezystancje na poziomie 100 Ω i, analogicznie, oznaczenie 1000 to 1000 Ω w 0°C itd. CHoc „ni” nadal sa dostępne na rynku, to jednak najbardziej popularne są rezystory o oznaczeniach „Pt”, czyli z wykorzystaniem platyny.

Oznaczenie liczbowe jest bardzo ważne, ponieważ informuje z jaką wielkością rezystancji mamy do czynienia w przypadku odczytów, czy też ewentualnych testów poprawności działania na zwykłych multimetrach. Oprócz tego, podłączenie takiego czujnika z odbiornikiem, którym może być wyświetlacz cyfrowy, regulator czy też rejestrator, wiąże się z użyciem przewodu, który również ma swoją rezystancję. Co wspólnego mają ze sobą rodzaj rezystora i przewód połączeniowy? Rezystancja w przypadku rezystorów o niskiej liczbie w nazwie (np. Pt100) zmienia się wraz ze zmianą temperatury w przedziale niskich wartości, tak więc w momencie zmiany temperatury o 1°C, odczyt rezystancji zmieni się tylko o dziesiąte części. Dodając do tego rezystancję, która powstanie w przewodzie połączeniowym o znaczącej długości, okazuje się, iż odczyt na urządzeniu odbiorczym będzie obarczony dużo większym błędem niż zakłada klasa samego czujnika. Dlatego też, jeżeli w układzie przewidziany jest długi przewód połączeniowy, stosuje się rezystory o dużo większej rezystancji, aby w momencie dodania rezystancji przewodu nie powstał duży błąd.

Rezystory pomiarowe stosuje się raczej do niższych temperatur niż termoelementy ( od -200°C w standardowych wykonaniach). Rezystory stosujemy także  tam, gdzie wymagana jest maksymalna dokładność – rzędu dziesiętnych °C. Taka dokładność jest bardzo trudna, jak nie niemożliwa do osiągnięcia w przypadku termopar.

Wadą rezystorów pomiarowych jest niski górny próg temperaturowy wynoszący ok. +850°C (z praktyki raczej stosuje się w granicach 550-600°).

Warto zauważyć, że sama konstrukcja czujnika temperatury (czyli elementu pomiarowego + obudowy) nie różni się  w zależności od tego czy jest w nim RTD czy termoelement. To znaczy, że np. czujnik głowicowy z RTD wygląda identycznie jak czujnik głowicowy z termoparą. Różnica tkwi tylko w środku, czyli w elemencie pomiarowym.

 


Autor:

Temperatury entuzjasta