Sıcaklık sensörü Pt100 nedir

Otomasyon

Sıcaklık sensörü Pt 100 nedir?

PT 100  lerin özellikleri şunlardır.

Elektronik sıcaklık duyargalarından çok fazla tercih edilen devre elemanlarından biri Pt100 lerdir. Özü itibarı ile sıcaklığa bağlı olarak direnç değerinin değişmesi ile diğer başka bir cihazla sıcaklık değeri  anlaşılan bir aparattır. Hedef malzemenin ısısını ölçmek için bu dirençler daha mukavemetli başka bir kutunun içine yerleştirilerek sağlıklı ölçüm yapılabilmektedir.

PT100 lerin Teknik Özellikleri

Ölçme aralığı :0 ila 100°C
Hassasiyet :< +/- 1°C
Tekrarlanabilirlik :< +/- 0.25°C
Çıkış sinyali :4 ila 20 mA ya da 0 ila 10 V
Reaksiyon süresi :yaklaşık 20 ms
Şoka karşı direnci :10 g

Pt100 nedir sorusunun cevabı aşağıda verilmiştir.

Sıcaklık değerlerini ölçerken bir çok değişik sensör tipi kullanılmaktadır. ilk dönem termokupl ile ölçü yaygın idiysede sonradan daha hassasiyet gerektiren uygulamalarda Pt 100‘ler tercih edilmiştir.
Pt100‘lere Rezistans termometre adıda verilir. Endütride, laboratuvarlarda çok yaygın olarak  kullanılmaktadır. Özellikle hassas değer alınmak istenilen yüksek sıcaklıklarda, pt100 tercih edilirler. PT100 iletken bir telin direnç değerinin sıcaklıkla değişmesinden istifade edilerek oluşturulan bir sıcaklık algılayıcısıdır. Sarımlı direnç sıcaklığı hissedilmek istenilen bölgeye daldırılır, ve hedeften sabit akım geçirilir. Sıcaklığın değişimi ile sarımlı direncin direnç değeri değişeceğinden ve fark akımı sabit akımla arasından. voltaj alınır. Rezistans termometreler’de sıcaklık değişim faktörü olarak  da tanımlanır. ve 0 santigrat derecede değeri 100ohm dur.

Sıcaklı sensör tipleri sıcaklık ölçüm aralığına göre aşağıdadır.

1) Fe-Const ( j tipi ) -200- 800 derece
2) NiCr-Ni ( K tipi) -200- 1200 derece
3) Kromel-Alumel ( K tipi) -200- 1200 derece
4) Pt%10Rh-Pt ( S tipi) 0- 1600 derece
5) Pt%13Rh-Pt ( Rtipi) 0-1700 derece
6) Pt%30Rh-Pt%6Rh ( B tipi) 0-1800 derece
7) Cu-Const ( T tipi) -200 -300 derece
8) Pt 100 –200 -850 derece

PT100 lere genel bakış

Rezistans termometre elemanı, Platin veya Nikel telden sarılan direncin cam, mika veya seramik içine geçmesi ile oluşur. Ayrıca sert kağıt şeridine sarılan tipleri de vardır. Nikel telden yapılmış olan R/T’ler -60ｰC ile +150ｰC arasındaki sıcaklıklarda kullanılırlar. Platin R/T’ler ise -250ｰC’den 850ｰC’ye kadar kullanılabilmektedirler. Ancak Pt-100 elemanları daha sabit sıcaklık verdikleri, değer değişimi  oğrusala daha yakın oldukları ve kullanımları daha yaygın oldukları içn kolay bulunabildiklerinden, Ni-100 kullanımı uygun olan aralıklarda bile Pt-100’ler seçlir.Çift elemanlı Pt-100’lerde her iki eleman da ayrı toleranslarda ve şekildedir. İnset içnde uca yerleştirilen R/T elemanı ile klemensteki terminaller  arasında Bakır (Cu), G**l (Ag) veya Nikel krom (NiCr) teller kullanılır. bağlantı telleri bakır veya g ise bu tellerin dirençleri çok düşük oldukları için ihmal edilebilir, yok sayılabilirler. 500ｰC’nin üzerinde bulunan sıcaklıklarda bağlantı telinin direnci klemens üzerine yazılmalıdır.

PT100 ile sıcaklık kontrollerinin yapılabilmesi için üretilmiş elemanlardır. Sıcaklık değiştiğinde değeri değişen bir dirençtir. Bir nevi sıcaklık sensörüdür. PT100 lerin üzerinde genelde 3 uçlu olarak üretilirler. Bu uçlardan 2 tanesi direncin bir ucunda  ikiside birbirine bağlanmış, diğer üçüncü uç ta
direncin diğer ucuna bağlanmıştır. Amaç PT100 ün kullanıldığı ölçüm cihazı ile kablo mesafesindeki direnci hesaplamak ve daha doğru ölçüm yapmaktır. Bu tiplerin dışında 2 uçlu ve 4 uçlu olan modelleride vardır. 4 uçlu olan tip çok hassas uygulamalarda yada elektriksel olarak fazla gürültünün olduğu yerlerde tercih edilirler. Sizin deyimizle bakkal hesabı ile basit bir formülasyonu vardır.

Örnek olarak

ölçü aletinizi ile ; direncin 2 farklı uçlarını ölçtünüzde 112.3 ohm ölçtünüz. Sonrasında da kablonun ne kadar direnç oluşturduğunu hesaplayabilmek  içinde sadece bir tarafa bağlı iki kablonun direncini ölçelim. buda 1.2 ohm olsun. ilk önce 112.3-1.2=111.1 ohm çıkar. bu değerden 100 çıkartılır kalan 11.1 dir. 111.1-100=11.1 ohm.

En son hesaplanan değer ile 2.5 sayısını çarptığında ölçülen sıcaklığı bulunur. Yani 11.1*2.5=27.75 derece sıcaklık vardır.

Tabi bu ölçümlerin sağlıklı olarak yapılabilmesi için bazı firmaların çeşitli çeviricileri vardır. Direkt olarak sıcaklığı  0-10 volt yada 4-20mA lik birimlere ceviren cihazları kullanmak suretiyle yapmayı düşündüğünüz cihazı daha da basitleştirebilirsiniz.

veya şu hesap daha uygundur;

Sıcaklığa bağlı olarak PT-100 RTD’nin sahip olması gereken direnç değeri Callendar-Van Dusen denklemi ile hesaplanmaktadır.

Sıcaklık – direnç değişlimleri arasında aşağıdaki fomülle belirtilen ilişki vardır:

Rt = Ro (1 + At +Bt2)

Rt = Herhangi bir T sıcaklığındaki direnç
Ro = 0°C’deki direnç (0°C’de ±0.1 ohm toleransla 100 ohm) t = Sıcaklık
A = 0390784×10-2 C-1 (sabit)
B = 0.578408×10-6 C-2 (sabit)
Bu formüle göre sıcaklıktaki her 1 derece artış direnç değerinde ortalama 0.384 ohm’luk bir a

Dikkat:
Pt100’ler tek başlarına hiçbir anlam ifade etmezler. Mutlaka ısı kontrol cihazları ( pt100 uyumlu olması gerekir) Plc veya diğer kontrol cihazları ile birlikte kullanılırlar. Pt100 seçerken kılıf , strok boyu ve  kablolama değerlerini dikkate alınız.