Czym są czujniki temperatury?

Czujniki temperatury to komponenty elektroniczne, które dostarczają sygnał elektryczny jako miarę temperatury. Platyna stała się materiałem oporowym dla czujników temperatury w przemysłowej technologii pomiarowej. Jej zalety obejmują wysoką odporność chemiczną, stosunkowo łatwą obrabialność (zwłaszcza w przypadku produkcji drutu), możliwość uzyskania wysokiej czystości i dobrą powtarzalność właściwości elektrycznych.

Właściwości te są w pełni określone w europejskiej normie DIN EN 60 751, dzięki czemu istnieje uniwersalna wymienność platynowego rezystora pomiarowego, jak prawie żaden inny czujnik temperatury. Specyfikacje te obejmują zależność rezystora od temperatury, która jest zdefiniowana w serii wartości podstawowych, wartość nominalną, powiązaną temperaturę odniesienia i dopuszczalne odchylenia graniczne. Zakres temperatur jest również określony w normie i wynosi od -200 do +850°C.

Jakie są rodzaje (konstrukcje) czujników temperatury?

Konstrukcja platynowego czujnika różni się w zależności od obszaru zastosowania. W przeszłości zasadniczo rozróżniano rezystory przewodowe i cienkowarstwowe. Cienkowarstwowe rezystory termometryczne składają się z warstwy platyny nałożonej na podłoże ceramiczne Ugruntowały one swoją pozycję w przemyśle. Najbardziej popularne są platynowe chipowe czujniki temperatury z przewodami przyłączeniowymi lub w wykonaniu SMD.

Jak zbudowany jest czujnik temperatury?

Dostępne są różne konstrukcje platynowych czujników temperatury z przewodami przyłączeniowymi, które zasadniczo różnią się od siebie następującymi cechami:

• materiałem drutu przyłączeniowego (srebro, platyna, pallad, nikiel, nikiel pozłacany lub nikiel ocynowany)
• w metodzie przetwarzania (lutowanie miękkie, lutowanie twarde, zaciskanie lub spawanie)
• temperaturą roboczą (od -70°C do max. + 600°C)

Platynowy chipowy czujnik temperatury w wersji SMD nie posiada tak wielu różnych wersji w porównaniu z czujnikami z przewodami przyłączeniowymi. Główną cechą wyróżniającą jest tu umiejscowienie obszaru styku. Może on być wykonany jako styk uniwersalny, jako styk jednostronny lub jako styk jednostronny i z lutowaną stroną tylną. W porównaniu do konstrukcji z przewodami przewodowymi, czujniki temperatury SMD są specjalnie zaprojektowane do automatycznego montażu na płytkach drukowanych w produkcji wielkoseryjnej.

Jaka jest wartość nominalna czujnika temperatury?

Rezystancyjne czujniki temperatury są dostępne w różnych wartościach nominalnych. Są to zazwyczaj Pt100, Pt500 lub Pt1000.

Wartość nominalna lub rezystancja znamionowa R0 jest wartością oporu przy 0°C. Zgodnie z normą DIN EN 60 751 dla wartości znamionowej zdefiniowana jest wartość 100 Ω, dlatego nazywana jest ona rezystancją Pt100. Dopuszczalne są również wielokrotności tej wartości, dlatego oferowane są rezystory pomiarowe o wartościach nominalnych 500 Ω i 1000 Ω. Ich zaletą jest większa czułość, tzn. większa zmiana rezystancji wraz z temperaturą (Pt 100: ok. 0,4Ω/K; Pt 500: ok. 2,0 Ω /K; Pt 1000: 4,0 Ω /K).

W jaki sposób czujniki temperatury są stosowane w termometrach oporowych?

Film przedstawia przegląd budowy i działania termometrów oporowych, w których zastosowano czujniki temperatury.

Jak dokładne są czujniki temperatury?

Dokładność czujników temperatury jest podzielona na tzw. klasy tolerancji lub klasy dokładności. Istnieją 4 klasy dokładności: F0.1; F0.15; F0.3 i F0.6. Dla każdej klasy określa się maksymalną tolerancję lub odchylenie graniczne.

Klasy dokładności dla platynowych rezystorów termometrycznych:

Gdzie stosuje się czujniki temperatury w przemyśle?

Platynowe chipowe sensory temperatury o wartości nominalnej Pt100, ale także Pt1000 i Pt500, nie są zazwyczaj bezpośrednio używane do pomiaru temperatury w przemyśle. Są one odpowiednio instalowane, dzięki czemu powstaje czujnik temperatury odpowiedni do zastosowań przemysłowych, tzw. rezystancyjne czujniki temperatury.