Что такое датчики температуры?

Датчики температуры — это электронные компоненты, которые выдают электрический сигнал как меру температуры. В промышленной измерительной технике платина зарекомендовала себя как основной материал сопротивления для датчиков температуры. К её преимуществам относятся: высокая химическая стойкость, сравнительно простая обработка (в том числе для изготовления проволоки), возможность получения материала высокой чистоты, хорошая воспроизводимость электрических свойств.

Эти характеристики полностью определены в европейском стандарте DIN EN 60 751, который обеспечивает универсальную взаимозаменяемость платиновых термометров сопротивления — свойства, практически отсутствующего у большинства других типов датчиков. Эти определения включают температурную зависимость сопротивления, закреплённую в таблице стандартных значений (Grundwertreihe), номинальное сопротивление и соответствующую опорную температуру, допустимые предельные отклонения, а также температурный диапазон, который согласно стандарту составляет от −200 до +850 °C.

Какие существуют типы (конструкции) датчиков температуры?

Конструкция платинового датчика отличается в зависимости от области применения; ранее различали проволочные и тонкоплёночные резисторы. В то время как тонкоплёночные резисторы всегда состоят из слоя платины, нанесённого на керамическую подложку, проволочные резисторы могут иметь проволочную спираль, вплавленную в стекло или встроенную в порошок.

В промышленности в настоящее время утвердились тонкоплёночные резисторы. Предпочтение отдается датчикам температуры на платиновом чипе с соединительными проводами или в корпусе SMD.

Как устроен датчик температуры? Чем они отличаются?

Среди платиновых чип-датчиков температуры с выводными проводами существуют различные конструкции, которые существенно различаются по следующим характеристикам:

• Материал выводного провода: серебро, платина, палладий, никель, позолоченный никель или лужёный никель.
• Метод обработки: мягкая пайка, твёрдая пайка, обжим (кримпование) или сварка.
• Температура эксплуатации: от −70 °C до макс. +600 °C.

Платиновый датчик температуры в корпусе SMD имеет не так много разновидностей по сравнению с датчиками с соединительными проводами. Основным отличительным признаком здесь является расположение контактной поверхности. Она может быть выполнена как контакт по всему периметру, как односторонний контакт или как односторонний контакт с паяемой обратной стороной.

По сравнению с конструкциями с выводными проводами SMD-датчики температуры специально разработаны для автоматического монтажа на печатных платах в крупносерийном производстве.

Что такое номинальное сопротивление датчика температуры?

Резистивные датчики температуры доступны с различными номинальными значениями. Наиболее распространённые варианты — Pt100, Pt500 или Pt1000.

Номинальное значение или номинальное сопротивление R₀ — это значение сопротивления при 0 °C. Согласно стандарту DIN EN 60 751 для номинального значения определено значение 100 Ом, поэтому его называют сопротивлением Pt100. Допускаются также кратные значения, поэтому предлагаются измерительные резисторы с номинальными значениями 500 Ом и 1000 Ом.

Их преимуществом является более высокая чувствительность, то есть большее изменение сопротивления при изменении температуры (Pt100: примерно 0,4 Ом/К; Pt500: примерно 2,0 Ом/К; Pt1000: 4,0 Ом/К).

Как датчики температуры используются в термометрах сопротивления?

В видео вы получите обзор конструкции и принципа работы термометров сопротивления, в которых используются датчики температуры.

Насколько точны датчики температуры?

Точность датчиков температуры подразделяется на так называемые классы допуска или классы точности. Существует 4 класса точности: F 0,1; F 0,15; F 0,3 и F 0,6. Для каждого класса определён максимальный допуск или предельное отклонение.

Классы точности для измерительных резисторов:

Где применяются датчики температуры в промышленности?

Платиновые чип-датчики температуры с номинальным значением Pt100, а также Pt1000 и Pt500, как правило, не используются для непосредственного измерения температуры. Их монтируют в соответствующие корпуса, тем самым создавая датчик температуры, пригодный для промышленного применения — так называемый термометр сопротивления (термодатчик температуры RTD).