Pt100 ir visbiežāk izmantotais sensora elements pretestības temperatūras devējos (RTD). Viena no tā pielietojuma jomām ir drukāto plašu montāža. Tas maina savu ohmisko pretestību atkarībā no temperatūras. Pieslēdzot to mērīšanas vai vērtēšanas ierīcei, sensora temperatūru var noteikt no izmērītās pretestības. Bieži Pt100 tiek saukts arī par Pt100 sensoru vai pretestības sensoru.
Pt100 parasti tiek izmantots kā platīna mikroshēmas temperatūras sensors un sastāv no keramikas nesēja, uz kura ar izsmidzināšanas (sputtering) procesu tiek uzklāts plāns platīna slānis. Ļoti nelielā slāņa biezuma dēļ bieži tiek lietots arī apzīmējums plānslāņa sensors. Pēc tam platīna pārklājums ar fotolitogrāfijas procesu tiek strukturēts meandra formā. Pieslēguma vadi tiek piekausēti kontaktlaukumiem, un šīs kontakta vietas tiek mehāniski atvieglotas ar stikla slāni. Papildu – izkausēts – stikla slānis kalpo kā aizsargkārta, kas pasargā platīna meandrus no ārējās ietekmes un vienlaikus nodrošina elektrisko izolāciju.
Pt100 ar pieslēguma vadiem galvenokārt tiek izmantots rūpnieciskajos elektriskajos temperatūras mērījumos pretestības temperatūras devējos (RTD).
Plānslāņa sensori ir pieejami arī virsmas montāžas izpildījumā – SMD tipa –, kas ir īpaši paredzēti automatizētai montāžai uz iespiedshēmām. Šiem Pt100 sensoriem nav pieslēguma vadu, bet tie tiek tieši pielodēti pie iespiedshēmas plates, izmantojot lodējamus pieslēguma laukumus. To nelielais izmērs ļauj nodrošināt augstu komponentu izvietošanas blīvumu.
Pt100 sensori SMD izpildījumā ir piemēroti virsmas vai apkārtējās vides temperatūras mērīšanai uz iespiedshēmām un ir ieteicamā izvēle temperatūras uzraudzības vai kompensācijas ķēdēm. Turklāt plaši izplatīts SMD sensoru pielietojums ir mērījumu ieliktņu izgatavošana temperatūras devējiem. Iespiedshēmas plate tiek automātiski aprīkota ar Pt100 sensoriem SMD izpildījumā, veidojot iepriekš samontētu mērījumu ieliktni, ko var ievietot aizsargčaulā (thermowell). Šādi devēji, piemēram, lielā skaitā tiek izmantoti siltuma daudzuma mērīšanai.
Platīna mikroshēmas temperatūras sensori ir pazīstami kopš 20. gadsimta 80. gadiem. Tie lielā mērā aizstāja Pt100 sensorus ar platīna stieples tinumu, kas tika izmantoti līdz tam laikam. Šādu sensoru tinums tiek vai nu iekausēts stiklā (stikla sensors), vai ievietots keramikas caurules atverēs (keramikas sensors).
Ar šiem sensoriem ir iespējami mērījumi līdz pat 800 °C. Īpašās lietojumprogrammās stieples tinuma sensori joprojām tiek izmantoti arī mūsdienās (piemēram, laboratorijās). Tomēr parasti tiek izmantoti iepriekš aprakstītie platīna mikroshēmas temperatūras sensori.
“Pt” ir platīna apzīmējums, bet skaitlis 100 norāda bāzes pretestību 100 omi pie 0 °C.
Pie 0 °C Pt100 bāzes pretestība ir 100 omi. Palielinoties temperatūrai, sensors maina savu pretestību aptuveni par 0,38 omi uz kelvinu (t. i., uz katru 1 °C temperatūras izmaiņu). Raksturlīkne ir standartizēta (DIN EN 60751), tādēļ vērtēšanas ierīces var noteikt sensora temperatūru, balstoties uz izmērīto pretestību.
Lai uzzinātu vairāk par Pt100 sensoru pielietojumu elektriskajos termometros, noskatieties video.
Iepriekš aprakstīto Pt100 uzvedību var vienkārši nolasīt no Pt100 pretestības tabulas.
Pt100 rezistora atsauces vērtības ar soli 1 °C:
Metāliskajiem temperatūras sensoriem var izmantot polinomu, lai aprēķinātu, kāda sensora pretestība rodas pie dažādām sensora temperatūrām.
Otrās kārtas polinoma pamatformula ir:
R(T) = R₀ × (1 + A × ϑ + B × ϑ²)
R₀: bāzes pretestība pie 0 °C
ϑ: temperatūra °C
A, B: sensora individuālie koeficienti
Pt100 gadījumā bāzes pretestība ir 100 Ω, bet koeficienti ir 3,9083 × 10⁻³ °C⁻¹ (A) un −5,775 × 10⁻⁷ °C⁻² (B). Ievietojot tos polinomā, Pt100 formula ir:
R(T) = 100 Ω × (1 + 3,9083 × 10⁻³ °C⁻¹ × ϑ − 5,775 × 10⁻⁷ °C⁻² × ϑ²)
Formula ir derīga pozitīvām temperatūrām.
Platīna sensori pastāv arī ar bāzes pretestību, piemēram, 1000 omi (pie 0 °C). Ir iespējams izgatavot arī citus nominālās pretestības variantus, taču tie ir reti sastopami.
Plānslāņa tehnoloģija ļauj veikt mērījumus temperatūras diapazonā no −70 līdz +600 °C.
Pieļaujamās novirzes ir noteiktas arī standartā. Plānslāņa rezistoriem ir definētas tolerances jeb Pt100 precizitātes klases no F 0.1 (augsta precizitāte) līdz F 0.6 (zemāka precizitāte). Tolerance jeb robežnovirze saskaņā ar standartu tiek noteikta, ievietojot mērījuma temperatūru attiecīgajā formulā.
Šeit ir divi piemēri:
Tolerances noteikšana sensoram ar klasi F 0,1 un mērījuma temperatūru 100 °C:
± (0,1 + 0,0017 × |100|) = ± 0,27 K (atbilst ± 0,27 °C)
Tolerances noteikšana sensoram ar klasi F 0,3 un mērījuma temperatūru 400 °C:
± (0,3 + 0,005 × |400|) = ± 2,3 K (atbilst ± 2,3 °C)
Pt100 sensori ir ļoti stabili ilgtermiņā, ko galvenokārt nodrošina pretestības materiāls – platīns. Sensoru raksturlīkne ir standartizēta. Ja raksturlīkne ir pieejama vērtēšanas ierīcē, ir iespējama temperatūras signāla apstrāde. Pateicoties standartizācijai, rezerves daļu iegāde sensoriem vai komplektētiem termometriem ir ļoti vienkārša.