Som leverantör av PT1000 4 - Wire RTD: er stöter jag ofta på frågor från kunder angående formeln för spänning - till temperaturkonvertering för dessa sensorer. I det här blogginlägget kommer jag att fördjupa detaljerna i denna avgörande omvandling, vilket är viktigt för att exakt mäta temperaturen i olika applikationer.
Förstå PT1000 4 - Wire RTDS
Innan vi dyker in i spänningen - till - temperaturomvandlingsformel, låt oss först förstå vad en PT1000 4 - Wire RTD är. En PT1000 är en typ av motståndstemperaturdetektor (RTD) där avkänningselementet är tillverkat av platina, och det har ett motstånd på 1000 ohm vid 0 ° C. 4 -trådkonfigurationen används för att eliminera effekterna av blytrådmotstånd på mätningen, vilket ger mer exakta resultat jämfört med 2 -tråd- eller 3 -lednings -RTD: er.
Principen bakom en RTD är att resistensen hos platinelementet förändras med temperaturen. Denna förändring i motståndet är relativt linjär över ett visst temperaturområde, vilket gör den lämplig för exakta temperaturmätningar. Förhållandet mellan motstånd och temperatur för en PT1000 kan beskrivas av Callendar - van Dusen -ekvation:
[R_t = r_0 (1+ a t+ b t^2+ c (t - 100) t^3)]
där (r_t) är motståndet vid temperaturen (t) (i ° C), (r_0) är motståndet vid 0 ° C (1000 ohm för en pt1000), (a = 3,9083 \ times10^{-3} \ text {° C}^{-1}), (B = -5.775 \ Times10^{-7} \ Text {° C}^{-2}) och (C = -4.183 \ Times10^{-12} \ text {° C}^{-4}) för temperaturer under 0 ° C och (C = 0) för temperaturer över 0 ° C.
Mätspänning över en PT1000 4 - Wire RTD
I de flesta praktiska tillämpningar mäter vi spänningen över PT1000 för att bestämma dess motstånd och sedan omvandla den till temperaturen. För att mäta spänningen exakt används vanligtvis en konstant strömkälla. En känd ström (I) passeras genom PT1000, och spänningen (V) över den mäts. Enligt Ohms lag är (v = i \ gånger r_t), där (r_t) är motståndet för pt1000 vid den uppmätta temperaturen.
4 -trådkonfigurationen möjliggör korrekt spänningsmätning. Två ledningar används för att transportera strömmen till PT1000, och de andra två används för att mäta spänningen över den. På detta sätt påverkar inte strömmotståndet - transporterande ledningar inte spänningsmätningen, vilket säkerställer hög noggrannhet.
Spänning - till - temperaturomvandlingsformel
För att konvertera den uppmätta spänningen (v) till temperatur (t) måste vi först hitta motståndet (R_T) med Ohms lag:
[R_t = \ frac {v} {i}]
När vi har motståndet (R_T) kan vi använda Callendar - Van Dusen -ekvationen för att hitta temperaturen (t). Att lösa Callendar - van Dusen -ekvationen för (t) är emellertid inte enkelt, särskilt för den icke -linjära delen när (C \ NEQ0) (temperaturer under 0 ° C).
För enkelhets skull kan vi i många fall använda en tillnärmningsformel för förhållandet mellan temperatur - motstånd. Över ett begränsat temperaturområde är förhållandet mellan motstånd och temperatur ungefär linjärt:
[R_t = r_0 (1+ \ alpha t)]
där (\ alfa) är temperaturkoefficienten för motstånd. För en PT1000, (\ alpha \ ca.00385 \ text {° C}^{-1}).
Vi kan ordna om denna formel för att lösa för (t):
[t = \ frac {r_t - r_0} {\ alpha r_0}]
Ersätta (r_t = \ frac {v} {i}) i ovanstående formel får vi spänning - till - temperaturomvandlingsformel:
[t = \ frac {\ frac {v} {i} -r_0} {\ alpha r_0}]
Praktiska överväganden
När du använder spänningsformeln för spänning - till temperatur finns det flera praktiska överväganden. För det första beror mätningens noggrannhet på noggrannheten för den nuvarande källan och spänningsmätningen. En strömkälla med hög precision och en lågvoltmätare rekommenderas för att minimera mätfel.
För det andra bör applikationens temperaturområde övervägas. Om temperaturområdet är stort kan den linjära tillnärmningen inte vara tillräckligt exakt och den fullständiga Callendar - van Dusen -ekvationen bör användas. I sådana fall kan numeriska metoder eller uppslagningstabeller användas för att lösa ekvationen för (t).
För det tredje kan miljöförhållandena också påverka mätningen. Till exempel kan elektromagnetisk störning (EMI) införa brus i spänningsmätningen och mekanisk stress på RTD kan ändra dess motstånd. Korrekt skärmning och monteringstekniker bör användas för att minimera dessa effekter.
Våra produktutbud
Som leverantör av PT1000 4 - Wire RTD erbjuder vi ett brett utbud av produkter av hög kvalitet för att tillgodose våra kunders olika behov. VårPT100 keramisk elementär känd för sin utmärkta stabilitet och noggrannhet, vilket gör den lämplig för applikationer där exakt temperaturmätning krävs. Det keramiska underlaget ger god värmeledningsförmåga och mekanisk styrka, vilket säkerställer tillförlitlig prestanda i hårda miljöer.
VårTermisk motståndssondär en annan populär produkt. Den är utformad för enkel installation och kan användas i olika industriella tillämpningar, såsom temperaturövervakning i rörledningar, tankar och ugnar. Sondens 4 -trådkonfiguration säkerställer exakt temperaturmätning genom att eliminera effekterna av blytrådmotstånd.
För mätning av yttemperatur erbjuder viWZPM PT100 RTD -sensor med Kapton -band. Denna sensor kan enkelt fästas på ytan på ett objekt med Kapton -bandet, vilket ger ett bekvämt och exakt sätt att mäta yttemperaturen.
Kontakta oss för upphandling
Om du är intresserad av våra PT1000 4 - Wire RTD -produkter eller har några frågor om spänningsformeln för spänning - till temperaturkonvertering, kontakta oss gärna. Vårt team av experter är redo att hjälpa dig att välja rätt produkt för din applikation och ge teknisk support. Vi ser fram emot att arbeta med dig för att tillgodose dina temperaturmätningsbehov.
Referenser
- "Temperaturmätningshandbok", Omega Engineering Inc.
- "Motståndstemperaturdetektorer (RTD): teori och tillämpning", nationella instrument.
