物體的冷熱程度常用“溫度”這個物理量來表示，溫度借助于某種物質(zhì)的某種特性(如體積、長度、電阻等)隨溫度變化的一定規(guī)律來測量。其中，由以鉑作為感溫材料的感溫元件、內(nèi)引線和保護管構(gòu)成的溫度傳感器，稱為Pt100溫度傳感器(鉑熱電阻)。鉑熱電阻具有示值穩(wěn)定、測量準(zhǔn)確度高等優(yōu)點，還具有一定程度的抗振動沖擊的性能。廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫。工業(yè)測溫中使用的Pt100溫度傳感器為工業(yè)熱電阻。我國現(xiàn)行的鉑電阻技術(shù)條件和檢定規(guī)程等同于IEC751出版物。在常用的電阻溫度計中，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計的準(zhǔn)確度，并作為國際溫標(biāo)中961.78℃以下內(nèi)插用標(biāo)準(zhǔn)溫度計。
◆Pt100的溫度系數(shù)
單位溫度變化引起電阻值的相對變化。Pt100元件和熱電阻的電阻溫度系數(shù)用α表示，即：
根據(jù)IEC751國標(biāo)，溫度系數(shù)α=0.003851，Pt100(R0=100Ω)、Pt1000(R0=1000Ω)統(tǒng)一設(shè)計鉑電阻，其中分度號Pt100在0℃時標(biāo)準(zhǔn)阻值R0=100Ω，100℃時標(biāo)準(zhǔn)阻值R100=138.51Ω；分度號Pt1000在0℃時標(biāo)準(zhǔn)阻值R0=1000Ω， 100℃時標(biāo)準(zhǔn)阻值 R100=1385.1Ω。
◆Pt100溫度/電阻特性
Pt100溫度傳感器的電阻/溫度關(guān)系如下
①對于-200~0℃的溫度范圍：Rt=R0×[1+At+Bt2+C(t-100℃)t3]
②對于0~850℃的溫度范圍：Rt=R0×(1+At+Bt2)
以上兩式中： Rt為在溫度為t時鉑熱電阻的電阻值，Ω；T為溫度，℃；R0為在溫度為0℃時鉑熱電阻的電阻值，Ω；A為常數(shù)，當(dāng)α=0.003851時其值為3.9083×10-3，℃-1； B為常數(shù)，當(dāng)α=0.003851時其值為-5.775×10-7，℃-2； C為常數(shù)，當(dāng)α=0.003851時其值為-4.183×10-12，℃-4。
以上采用1990年國際溫標(biāo)(ITS-90)的溫度值。
◆Pt100允差
Pt100鉑熱電阻的允差分為AA，A，B，C(2B)等等級；允差等級用△表示。
◆Pt100檢定點選擇與基本方法
1、各等級Pt100的檢定點，均應(yīng)選擇0℃和100℃，并檢查實際電阻溫度系數(shù)a的符合性；
2、當(dāng)△a不符合要求時，應(yīng)進行表1中相應(yīng)允差等級有效溫度范圍的上限(或下限)的溫度的檢定；
3、Pt100和二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計的電阻值測量，均應(yīng)采用四線制測量方法；
4、校驗Pt100時通過熱電阻電流應(yīng)不大于1mA，宜選用符合測量準(zhǔn)確度要求的數(shù)字多用表；鉑電阻的辦法，交替重復(fù)不少于4次（包括電流換向），分別取平均值作為測量結(jié)果。
5、R0和R100電阻值的合格判斷
①在有效溫度范圍內(nèi)，Pt100的電阻值通過分度表查算出的溫度t與真實溫度的偏差，應(yīng)不超過上表給定的允差值。
②Pt100(0℃時電阻值為100的鉑電阻)標(biāo)稱值及符合允差要求的R0和R100范圍見下表。
◆Pt100引線形式
1、Pt100兩線制
在Pt100元件的兩端各連一根導(dǎo)線的引線形式為兩線制。這種引線方式會帶進引線電阻的附加誤差，在使用時引線不宜過長。一般適用于精度要求不高的場合。
2、Pt100三線制
在Pt100元件的一端連接兩根引線，另一端連接一根引線，這種引線形式稱為三線制。它可以消除內(nèi)引線電阻的影響，測量精度高于兩線制。測量三線制Pt100鉑電阻的電路一般是不平衡電橋，Pt100鉑電阻作為電橋的一個橋臂電阻。當(dāng)橋路平衡時，導(dǎo)線電阻的變化對測量結(jié)果沒有任何影響，這樣就消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差。前提是必須為全等臂電橋，否則不可能消除對導(dǎo)線電阻的影響。據(jù)分析，Pt100采用三線制會大大減小導(dǎo)線電阻帶來的附加誤差，工業(yè)中Pt100一般都采用三線制接線方式。
3、Pt100四線制
在Pt100元件的兩端各連兩根引線，在高精度測量時，要采用四線制。當(dāng)測量電阻數(shù)值很小時，測試線的電阻可能引入明顯誤差，四線測量用兩條附加測試線提供恒定電流，另外兩條測試線測量未知電阻的電壓降，在電壓表輸入阻抗足夠高的情況下，電流幾乎不流過電壓表，這樣就可以精確測量未知電阻上的壓降，通過計算得出電阻值。
◆Pt100穩(wěn)定性
Pt100有良好的長期穩(wěn)定性，典型實驗數(shù)據(jù)為：在400℃持續(xù)1000小時，0℃時的溫度漂移為±0.04%。
◆Pt100的自熱和測試電流
常規(guī)產(chǎn)品的測試電流，Pt100的測試電流為0.3-1mA，Pt1000的測試電流為0.1-0.3mA。實際應(yīng)用時測試電流不應(yīng)超過允許值，例如當(dāng)Pt100測試電流為1mA時，溫升為0.1℃，當(dāng)測試電流為2mA時，溫升為0.49℃。并且自熱溫升的數(shù)據(jù)同Pt100溫度傳感器的結(jié)構(gòu)也有很大的關(guān)系，如保護管的直徑、材質(zhì)，內(nèi)部填充物的種類，測試條件等。
◆絕緣電阻
常溫絕緣電阻的試驗測試電壓可取直流10-100V任意值，環(huán)境溫度在15~35℃范圍內(nèi)，環(huán)境濕度應(yīng)不大于80%，常溫絕緣電阻值應(yīng)大于100MΩ。
◆響應(yīng)時間
當(dāng)溫度階躍變化時，溫度傳感器的輸出變化至量程變化的50%所需要的時間稱為響應(yīng)時間，用τ0.5表示。影響τ0.5的因素與保護管的材料、直徑、壁厚有關(guān)，而且還與其結(jié)構(gòu)形式、安裝方法、置入深度以及被測介質(zhì)的流速、種類有關(guān)。
Pt100元件響應(yīng)時間典型數(shù)據(jù)值：Pt100元件在空氣(V=2m/s)中的響應(yīng)時間為3.0s；Pt100元件在水(V=2m/s)中的響應(yīng)時間為0.05s
◆綜合誤差
Pt100溫度傳感器在測量過程中主要誤差來源：傳感器對分度表的誤差，絕緣不良引起的誤差，線路電阻引起的誤差，測量儀表的誤差以及傳熱誤差，動態(tài)相應(yīng)誤差，干擾誤差等。其中有些誤差是在一定條件下才會出現(xiàn)，并且通過一定的措施是可以消除和減小的。
◆測量結(jié)構(gòu)
Pt100溫度傳感器由外保護管、延長導(dǎo)線、測溫電阻、絕緣導(dǎo)熱填充物裝配而成。絕大部分測溫場合使用的都是此類產(chǎn)品。另外適用于剛性保護管不能插入或需要彎曲測量等特殊部位的鉑電阻溫度傳感器，由電阻體、引線、絕緣氧化鎂及保護套管整體拉制而成，頂部焊接鉑電阻，抗震性能好，測溫范圍寬，并且長度方向可以彎曲。但必須注意的是由于頂部是測溫元件所在的位置，所以其端部的30mm是不得彎曲的。
Pt100溫度傳感器的選型確定溫度傳感器的類型、實際使用溫度范圍、精度、尺寸及安裝固定方式等。如無特殊約定，所有Pt100溫度傳感器的頭部5mm長度為溫度測量端。
◆鉑電阻實際使用溫度
理論上和教科書(包括本文)上描述Pt100鉑電阻使用范圍是-200～850℃，而工業(yè)平T00鉑電阻真正使用溫度不超過500℃。由于Pt00測量高溫時對絕緣電阻要求高于熱電偶測溫對絕緣電阻的要求，且Pt100鉑電阻的高溫絕緣穩(wěn)定性不易保證，所以Pt100鉑電阻推薦用于300℃以下溫度測量，溫度高于300℃盡量采用熱電偶測溫，熱電阻測低溫，熱電偶測高溫。儀表工和用戶都應(yīng)該注意這個細節(jié)。
◆備受關(guān)注的Pt100價格
Pt100價格也是大家關(guān)心的話題，昌暉儀表以裝配式鉑電阻為例，讓大家清晰了解同一型號鉑電阻價格差異的原因。談到鉑電阻價格就必須先了解鉑電阻構(gòu)成，裝配式鉑電阻由六個部件組成：
1、Pt100溫度傳感器保護管
鉑電阻保護管按照國家標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)通常為304或1Cr18Ni9Ti，壁厚2mm。通過降低保護管壁厚和改變材質(zhì)為不銹鐵等方式可降低生產(chǎn)成本，薄壁管重量很輕，不銹鐵管有親磁性。
2、Pt100元件
Pt100鉑電阻廠家通常會根據(jù)用戶使用情況配置以下表格中的Pt100元件，Pt100溫度傳感器在生產(chǎn)過程就存在先天品質(zhì)和成本差異。內(nèi)繞式陶瓷鉑電阻元件、云母鉑電阻元件均采用純鉑絲繞制而成，降低成本的方法為將制作元件的鉑絲線徑減小，使元件成本減低為的1/4～1/6，但這種方式對鉑電阻使用壽命和測溫有致命影響。
3、鉑電阻元件引線
鉑電阻元件引線按照國家標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)為Φ0.4mm-Φ0.6mm純銀絲，通常使用溫度越高、長度越長引線線徑越粗。目前市場上低廉價格的鉑電阻基本將純銀引線更換為鍍銀合金線或降低引線直徑，減少貴金屬用量，成本可降低至銀引線成本1/4。但這樣做對鉑電阻測溫準(zhǔn)確度和使用壽命都有較大影響。
4、絕緣磁珠
鉑電阻絕緣磁珠穿在元件引線上，讓引線彼此間、引線于保護管間絕緣。降低成本通常采用劣質(zhì)陶瓷材料，好的陶瓷又白又亮，憑肉眼就可區(qū)分。
5、接線板
鉑電阻接線板作用為固定外部電纜線和元件引線。降低成本通常采用劣質(zhì)陶瓷材料，好的陶瓷又白又亮，憑肉眼就可區(qū)分。
6、鉑電阻接線盒
鉑電阻接線盒通常為鋁合金精密壓鑄而成，有厚度和強度的要求。降低成本通常會通過較少接線盒厚度和用再生鋁壓鑄，接線盒強度、厚度、重量和精細程度有很大變化，成本可降低至的1/2～1/3。
俗話說一分錢一分貨，用戶如單純追求低價格Pt100，其實是以犧牲測量精度、縮短Pt100溫度傳感器使用壽命和增加自身備件更換成本為代價的。
Pt100相關(guān)專業(yè)知識昌暉儀表就分享到這里，你可到/product/list_80.html深入了解不同工況使用的的Pt100溫度傳感器。
