Snímače teploty Pt100 - princip, zapojení, třídy přesnosti

V průmyslu nejčastěji používaným snímačem teploty je platinový odporový snímač Pt100. Číslice 100 udává, že odpor snímače při teplotě 0°C odpovídá hodnotě 100Ω. V praxi se můžeme setkat i s dalšími variantami platinových snímačů s rozdílnými hodnotami odporů při 0°C, označení pak mají např. Pt200, Pt500 nebo Pt1000.

Měřicí princip

Platinový odporový teploměr

U odporových snímačů teploty je měření založeno na změně odporu drahých kovů vlivem teploty. Každý kov má svoji specifickou odporovou charakteristiku. U drahých kovů, jako je platina, vykazuje odporová charakteristika přibližně lineární chování. Při napájení snímače konstantním proudem, lze změnu odporu (teploty) odvodit ze změny napětí. Měřicí proud je volen co nejnižší, aby se minimalizovalo vlastní zahřívání odporového snímače.

Platinové snímače teploty jsou klasifikovány podle normy ČSN EN 60751

První dvě písmena odkazují na použitý drahý kov. Následující číslice udává elektrický odpor v ohmech při teplotě 0 °C. V průmyslu nejčastěji používaným snímačem teploty je platinový odporový snímač Pt100. Číslice 100 udává, že odpor snímače při teplotě 0°C odpovídá hodnotě 100Ω. Setkat se můžeme také s dalšími variantami platinových teploměrů s rozdílnými hodnotami odporů při 0°C, označení pak mají např. Pt200, Pt500 nebo Pt1000.

Třídy dle normy ČSN EN 60751 definují přípustnou odchylku a rozsah měření, ve kterém mají být tyto odchylky dodrženy.

Class A: +/- (0.15+0.002 x [ t ] ) °C; pro platinové snímače teploty v rozsahu -200 až +650 °C
Class AA: +/- 1/3 x (0.3+0.005 x [ t ] ) °C; pro platinové snímače teploty v rozsahu -200 až +850 °C
Class B: +/- (0.3 +0.005 x [ t ] ) °C; pro platinové snímače teploty v rozsahu -200 až +850 °C
Class 1/6 B: +/- 1/6 x (0.3 +0.005 x [ t ] ) °C; pro platinové snímače teploty v rozsahu -200 až +850 °C

Třídy přesnosti Pt100 (dle normy DIN/EN/IEC 60751)

Zapojení odporových snímačů teploty

Jednoduché zapojení úsporné na kabeláž. Odpor přívodních vodičů Rw1 a Rw2 není kompenzován. Při průřezu vodičů 0,34 mm2 může chyba dosahovat +0,25°C na jeden metr kabelu. Tato chyba může být kompenzována zadáním odporu vedení jako parametru do vyhodnocovací jednotky / převodníku.

Jedná se o nejpoužívanější typ zapojení odporových snímačů teploty. Díky třetímu vodiči je možné změřit odpor vedení. Odpor přívodních vodičů je zcela kompenzován za předpokladu, že odpory Rw1 a Rw3 jsou stejné. Kompenzace vedení je automaticky prováděna vyhodnocovací jednotkou / převodníkem.

Použití třetího a čtvrtého vodiče umožňuje nezávislou kompenzaci obou příhodních vodičů. Odpor přívodních vodičů je zcela kompenzován i v případě, že odpory vedení Rw1 a Rw4 nejsou stejné. Kompenzace vedení je automaticky prováděna vyhodnocovací jednotkou / převodníkem.