Các điểm cần lưu ý khi thiết kế và gỡ lỗi điện trở nhiệt PT100

Điện trở nhiệt PT100 là một trong những cảm biến được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực đo nhiệt độ công nghiệp . Thiết kế và gỡ lỗi của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của đo nhiệt độ và độ tin cậy của hệ thống . Sau đây là những cân nhắc chính và điểm kỹ thuật:
I . Cân nhắc lựa chọn và lựa chọn
1. Lựa chọn mức độ chính xác
Tiêu chuẩn IEC 751:
Lớp A: ± (0,15 độ + 0.002|t |), phù hợp cho phòng thí nghiệm hoặc kiểm soát chính xác;
Lớp B: ± (0,30 độ + 0.005|t |), phù hợp cho phép đo công nghiệp thường xuyên;
Lớp đặc biệt A: ± (0 . 10 độ + 0.0015|t |), để được tùy chỉnh.
2. Thiết kế cấu trúc và vật liệu
Yếu tố cảm biến nhiệt độ:
Độ tinh khiết của dây bạch kim phải lớn hơn hoặc bằng 99,99%, đường kính 0,02 ~ 0,05mm;
PT100 màng mỏng (độ dày <10μm) có phản ứng nhanh (<1s), but poor vibration resistance.
Bao bì:
Thiết giáp (φ1,5 ~ 8 mm) kháng áp suất cao (30MPa), điện trở tác động;
Ceramic packaging is suitable for high temperature (>800 độ) nhưng mong manh .
3. Phương thức chì
Hệ thống hai dây: Chỉ phù hợp cho khoảng cách ngắn (<1m) or low-precision scenarios;
Hệ thống ba dây: Cải thiện độ chính xác bằng cách bù điện trở dây (nhỏ hơn hoặc bằng 100m);
Four-wire system: eliminate the influence of wire resistance, suitable for long distance (>300m) hoặc các hệ thống chính xác cao .

2. Điều hòa tín hiệu và chống giao thoa
Mạch khuếch đại:
Sử dụng bộ khuếch đại dụng cụ (như INA128) để ngăn chặn nhiễu chế độ chung;
Cài đặt khuếch đại cần phải khớp với phạm vi chuyển đổi quảng cáo (chẳng hạn như {{0}} ~ 5V tương ứng với 0 ~ 100Ω) .
Thiết kế bộ lọc:
Bộ lọc thông thấp RC bậc hai (tần số cắt 10Hz) giúp loại bỏ nhiễu tần số cao;
Nối đất một điểm của lớp khiên (đề xuất mặt đất tín hiệu) .
3. độ ổn định nguồn cung cấp năng lượng
Gợn của nguồn dòng không đổi cần phải là <0 . 1%. Nên sử dụng nguồn điện áp tham chiếu (chẳng hạn như ref3025);
Nguồn cung cấp được phân lập từ mặt đất tín hiệu để tránh nhiễu vòng nối đất .
Iii . ghi chú về cài đặt và gỡ lỗi
1. Tối ưu hóa vị trí cài đặt
Yêu cầu độ sâu: Chèn độ sâu của môi trường đo lớn hơn hoặc bằng 3 lần đường kính ống (tối thiểu 50mm);
Tránh bức xạ nhiệt: Tránh xa các phần tử sưởi ấm hoặc bề mặt nhiệt độ cao, và lắp đặt tấm chắn nhiệt;
Bảo vệ rung: Sử dụng khung chống rung và đầu dò bọc thép cần đặt trước chiều dài bộ đệm .
2. Xử lý hệ thống dây điện và cách nhiệt
Lựa chọn dây:
Các hệ thống ba dây / bốn dây cần sử dụng dây có cùng vật liệu và chiều dài (chẳng hạn như diện tích mặt cắt ngang lớn hơn hoặc bằng 1,5mm²);
Lớp che chắn sử dụng lưới bện bằng đồng đóng hộp (phạm vi bảo hiểm lớn hơn hoặc bằng 85%) .
Điện trở cách nhiệt:
Điện trở giữa cảm biến và vỏ> 100mΩ (kiểm tra 500V megohmmeter);
Các thiết bị đầu cuối dây cần phải chống ẩm (chẳng hạn như được phủ bằng mỡ silicon) .}
3. Hiệu chỉnh và xác minh
Thiết bị điểm chuẩn:
Bồn nhiệt (độ chính xác ± 0,01 độ), Nhiệt kế điện trở bạch kim tiêu chuẩn (XUÂN);
Lựa chọn các điểm hiệu chuẩn: 0 độ (hỗn hợp nước đá), 100 độ (điểm sôi), 200 độ (tắm dầu) .
Kiểm tra tuyến tính:
Tính toán lỗi phi tuyến (ΔTmax/phạm vi), phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,1% FS;
Kiểm tra độ lặp lại: 5 nhiệt độ liên tiếp tăng và giảm, với độ lệch của<0.05℃.
4. Các vấn đề và giải pháp phổ biến
Hiện tượng lỗi có thể gây ra giải pháp
Hiển thị nhiệt độ là lỗi bù điện trở quá thấp
Giá trị đo lường dao động nhiễu điện từ rất lớn hoặc kiểm tra tiếp xúc kém
Giá trị nhảy ở cảm biến nhiệt độ không đổi Hiệu ứng tự làm nóng giảm dòng kích thích (như 0,5mA) và tăng các biện pháp tản nhiệt
Điện trở lạnh bất thường bị vỡ dây bạch kim hoặc tách khớp thay thế cảm biến và nhiệt độ điều khiển nhỏ hơn hoặc bằng 300 độ trong quá trình hàn
Trôi dạt sau khi sử dụng lâu dài quá trình oxy hóa dây bạch kim hoặc lão hóa cách nhiệt thay thế cấu trúc niêm phong và sử dụng chất làm đầy khí trơ
5. Các công cụ và kỹ thuật gỡ lỗi
Trình mô phỏng tín hiệu:
Sử dụng hộp điện trở để mô phỏng điện trở PT1 0 0 (chẳng hạn như 0 độ → 100Ω, 100 độ → 138.5Ω);
Xác minh độ lệch giữa hiển thị thiết bị và giá trị lý thuyết (± 0 . 3 độ cho phép).
Hệ thống thu thập dữ liệu:
Ghi dữ liệu trong 12 giờ liên tiếp và quan sát xu hướng trôi nhiệt độ (phải là <0,1 độ /24h);
Sử dụng MATLAB/SIMULINK để phân tích phổ nhiễu .
Phát hiện hình ảnh nhiệt:
Kiểm tra xem cảm biến có tiếp xúc tốt với đối tượng được đo không (điều chỉnh là bắt buộc nếu chênh lệch nhiệt độ> 2 độ) .
VI . Các khuyến nghị bảo trì phòng ngừa
Hiệu chuẩn thường xuyên:
Sử dụng bộ điều chỉnh nhiệt để hiệu chuẩn cứ sau 6 tháng, rút ​​ngắn đến 3 tháng trong môi trường nhiệt độ cao;
Thiết lập tệp hiệu chuẩn và ghi lại các hệ số hiệu chỉnh của từng điểm .
Cấu hình dự phòng:
Cài đặt PT100 kép tại các điểm đo chính, lấy giá trị trung bình hoặc đặt báo thức ngưỡng;
Định cấu hình mạch phát hiện ngắt kết nối (chẳng hạn như bộ so sánh để theo dõi đột biến điện áp) .
Giám sát môi trường:
Lắp đặt máy phát nhiệt độ và độ ẩm gần cảm biến để ghi lại các thông số môi trường;
Sử dụng vỏ thép không gỉ 316L trong môi trường ăn mòn và phun lớp phủ chống ăn mòn thường xuyên .