Vastuslämpötila-anturit

Voidaanko sähköisiä lämpötilamittareita kalibroida?

Sähköisiä vastuslämpötilamittareita ei voida kalibroida. Sähköiset lämpötilamittarit on yleensä liitetty mittauslaitteeseen tai evaluointiyksikköön. Vain koko mittausketjun kalibrointi on mahdollista. Mittausantureille voidaan suorittaa mallikoe, ja sen pohjalta laatia testisertifikaatti. Käyttösovellus: esim. vastuslämpötilamittarit mineraaliöljyn mittaukseen.

Miten vastuslämpötilamittari toimii?

Vastuslämpötilamittarin vastus muuttuu lämpötilan mukana. Kun mittausvastusten vastus nousee lämpötilan mukana (EN 60751 -mukaan), tätä kutsutaan positiiviseksi lämpötilakertoimeksi (PTC). Pt100 tai Pt1000 mittausvastuksia käytetään yleensä teollisissa sovelluksissa. EN 60751 mukaiset lämpötilamittarit on määritelty DIN 43735 -standardissa.

Kuinka suuri on WIKA-Pt100 anturien sallittu tärinäkuormitus?

Standardiantureita voidaan käyttää jopa 3g:ssä (amplitudi). Tämä vastaa 6g, huipusta huippuun, DIN EN 60751 (58,86 m/s^2). EN 60751:ssä vain 20-30 m/s^2 huipusta huippuun on spesifioitu (1 g = 9,81 m/s^2). Tärinänkestävät mallit kestävät jopa 20g huipusta huippuun. Myös erikoismalleja jopa 50g asti on saatavilla.
(Edellä mainitut arvot viittaavat suoraan mittausvastuksen tärinäkuormiin.)

Miten tarkkuusluokka lasketaan?

DIN EN 60751 mukaan kohta 5.1.3 taulukko 3 °C -asteissa

Luokka AA ± (0,1+0,0017 * t)
Luokka A ± (0,15+0,002 * t)
Luokka B ± (0,3+0,005 * t)
Luokka C ± (0,6+0,01 * t)

Miten suuri on Pt100:n sisäisen vastuksen aiheuttama mittausvirhe  2-johdin kupari MI-kaapelissa?

D=3 mm : 0.28 Ohm/m = 0.7 K/m (mittausvirhe)
D=6 mm : 0.1 Ohm/m = 0.25 K/m (mittausvirhe)
(D=MI-kaapelin ulkoinen halkaisija)

Miten paksu on MI-kaapelin seinänpaksuus?

Useimmat valmistajat lupaavat minimiseinänpaksuuden, joka on 10% kaapelin halkaisijasta.

Mitä ovat 2-, 3- ja 4-johdin piirit?

Ne ilmaisevat johtimien määrää, joilla mittausvastus (esim. Pt100) on kytketty. Yksinkertaisimmasssa tapauksessa (2-johdin) johtovastus voi vääristää mittaustuloksia. Tätä voidaan kompensoida lisäämällä johtimien määrää ja sitä kautta parantaa mittaustarkkuutta.

Mitä ovat mineraalieristetyt kaapelit?

Mineraalieristetyt kaapelit vastuslämpötilamittareille koostuvat yhdestä tai useammasta kuparikaapelista, jotka on sulautettu erittäin tiiviiseen magnesiumoksidiin ja päällystetty putkikoteloon, joka voi olla esimerkiksi valmistettu 1.4571 haponkestävästä teräksestä. Termoelementteihin käytetään sopivia kaapeleita, jotkanovat yleensä valmistettu pinnotetusta Inconel 2.4816:sta kuparin sijaan.

Mitä ovat Callendar-van-Dusen-kertoimet ja miten niitä lasketaan?

Callendar-van-Dusen-kertoimia käytetään platinamittausvastuksen ominaisuuksien polynomifunktion kuvaamiseen. Tämä voidaan sisällyttää lähettimeen ja sitä kautta parantaa mittausketjun tarkkuutta. Callendar-van-Dusen-yhtälön ratkaiseminen lämpötila-alueelle yli 0 °C:ssa tapahtuu mittaamalla vastus 0 °C :ssa ja kahdessa muussa lämpötilassa. Näistä lasketaan a ja b -vakiot. Negatiiviselle lämpätila-alueelle tarvitaan ylimääräinen mittausarvo lämpötilalle, jotta d-vakio saadaan määritettyä- Platinan ominaiskäyrä voidaan esittää myös matemaattisesti käyttämällä polynomiyhtälöä, jossa käytetään A, B ja C -vakioita. Nämä voidaan määrittää 3-4 mitatulla lämpötilalla (DIN EN 60751 mukaan). Samoin A,B ja C vakiot voidaan muuntaa Callendar-van-Dusen-vakioiksi.

Mitkä ovat eri mittausantureiden vasteajat?

Vasteajanmittaus suoritetaan virtaavassa vedessä DIN EN 60751 kohdan 4.3.3, ja VDI / VDE 3522 mukaisesti.

v=0,4 m/s T alussa = noin 20 °C, T lopussa = noin 30 °C

6mm 1xTyyppi K, eristetty; T50= 4,0 sek. T90=11,0 sek.
6mm 1xTyyppi K, eristämätön: T50= 1,0 sek.  T90=2,7 sek.
6mm 1xPt100, ohutkalvoanturi: T50= 8,5 sek. T90=20,5sek.
6mm 1xPt100, keraaminen anturi: T50= 7,0sek. T90=19,0sek.

Mitä lämpötilaluokat tarkoittavat?

Leimahdyslämpötila on matalain lämpötila, jossa palamaton seos tai kaasu voi syttyä kipinästä tai kosketuksesta kuumaan pintaan. Kaasut ja höyryt jaetaan luokkiin, joissa pinnan lämpötilan täytyy aina olla matalampi kuin seoksen. (T1 > 450 °C, T2 > 300 °C, T3 > 200 °C, T4 > 135 °C, T5 > 100 °C, T6 > 85 °C).

Mitä ovat räjähdysalueet?

Kaasut:
Zone 0 (Category 1): pysyvä tai pitkäaikainen räjähdysvaara
Zone 1 (Category 2): ajoittain vaarallinen ympäristö
Zone 2 (Category 3): harvoin räjähdysvaara ja silloinkin vain hetkellisesti

Pölyt:
Zones 20, 21, 22 samat tarkoitukset


Mitä tarkoittaa "negatiivinen lämpötilakerroin termistori?

Negatiivinen lämpötilakerroin termistori johtaa sähköä paremmin korkeilla kuin matalilla lämpötiloilla. Ne tunnetaan myös NTC-vastuksina (Negative Temperature Coefficient). NTC:tä käytetään usein muovi-, elintarvike- ja juomateollisuudessa.

Mitä tarkoittaa "positiivinen lämpötilakerroin termistori?

Positiivinen lämpötilakerroin termistori johtaa sähköä huonommin korkeilla kuin matalilla lämpötiloilla. Ne tunnetaan myös PTC-vastuksina (Positive Temperature Coefficient). PTC:tä käytetään korkeissa lämpötiloissa esim. kemianteollisuudessa.

Mitä "Pt100" tarkoittaa?

Pt tarkoittaa platinaa, jonka nimellisvastus on 100 Ohmia  0 °C :ssa (EN 60751 mukaan).

Mitä nimitys "1/3 DIN" tarkoittaa vastuslämpötilamittareissa?

TÄRKEÄ: Ehtoja 1/3 DIN, 1/5 DIN ja 1/10 DIN ei ole standardisoitu!
Toukokuussa 2009 julkaistussa uudessa DIN EN 60751:ssa ei ole tarkempaa luokkaa kuin Luokka A. Osa vastuslämpötilamittareiden valmistajista (myös WIKA) ovat käyttäneet näitä ilmaisuja tarjotakseen asiakkailleen lämpötilamittareita, joiden tarkkuus on parempi kuin Luokan A. Tarkastelu on kuitenkin osoittanut, että ilmaisu on huono, sillä se ei ilmaise vertailukohtaa. Kysymykseen "1/3 DIN mistä?" voidaan vastata "Luokasta B". Tämäkään ei ole selvä vastaus. Lisämääritelmää voidaan tarkastella kahdelta suunnalta. Toinen kiinnittää nousseen tarkkuuden johonkin mittauspisteeseen, ja toinen määrittelee alueen jossa kyseinen tarkkuus on voimassa. Käytettäessä B-luokan mittausvastusta sen ominaiskäyrällä on määritelty kulmakerroin. Esimerkiksi 0 ... 50 °C, luokan A mittausvastus antaisi jo  20 °C:ssa paremmat mittaustulokset kuin 1/3 DIN B. Tulos: tässä tapauksessa pitää käyttää Luokan A mittausvastusta. Tämä on johtanut uuden tarkkuusluokan perustamiseen. AA-luokka sisällytettiin DIN EN 60751-standardiin - tämä tekee 1/3 DIN ilmaisusta tarpeettoman.

Mitä seurauksia huonolla eristysvastuksella voi olla?

DIN EN 60751 kohdan 6.3.1 mukaan eristysvastus kahden mittauspiirin ja vaipan välillä ei saa alittaa 10 MOhmia 100 Voltin DC-testijännityksellä. Mikäli eristysvatus on liian matala, aiheutuu mittausvirhettä joka ilmenee liian matalana lämpötilana näytöllä. Tämä johtaa 100 kOhmin eristysvastuksella jopa 0,25 Ohmin virheeseen näytössä, ja 25 kOhmilla jopa 1 Ohmin virheeseen. Kaikille WIKAn vastuslämpötilamittareille suoritetaan eristystesti 500 V DC:llä ja 1000 MOhmilla. Tähtäämme kertoimeen 50 + parempi kuin standardin määritelmä.

Mikä MI-kaapelin minimi taittosäde?

VDI/VDE 3511 Kaavake 2 suosittelee säteeksi R 5 x D, jossa D on MI-kaapelin halkaisija. Joissakin tapauksissa jopa 3 x D soveltuu minimisäteeksi.

Mikä on suositeltu vähimmäis asennussyvyys useasta osasta kootuille suojataskuille, jotta lämpötiladissipaatiosta aiheutva virhe voidaan minimoida?

kaasuille: 15 ... 20 x suojataskun kärjenhalkaisija
nesteille: 5 ... 10 x suojataskun kärjenhalkaisiha
kiinteille aineille 3 ... 5 x suojataskun kärjenhalkaisija
(nämä arvot pätevät vain staattisille aineille. Väli suojataskunkärjen ja mittausinsertin välillä tulisi olla 0,5 mm)

Miksi "wire-wound vastus"- ja "kalvovastus"- Pt100-mittausvastuksien tarkkuudet on eroteltu?

Menneisyydessä näitä vastustyyppejä ei eroteltu. Käytössä on kuitenkin huomattu, että kalvovastuksien ominaisuudet eroavat. Tämä on huomioitu DIN EN 60751:2009-5 standardissa, erottelemalla lämpötila-alueet yksilöllisissä tarkkuusluokissa.

Miksi Pt100 mittauspiirien kanssa, joissa on alennettu toleranssiluokka A tai AA (DIN EN 60751 mukaan) tulisi käyttää 3- tai 4-johdin liitäntää?

2-johdin liitin ei ole sallittu DIN EN 60751 mukaisille A ja AA luokille, koska siinä kaapelien sisäinen vastus lisätään mittausarvoon. Tämä ylittää yleensä lämpötila-anturin määritellyn toleranssin. Kaapelivastuksen mittaus huoneen lämpötilassa ja sen säätö lähettimessä on mahdollista. Kaapelista riippuva vastus lisättäisiin silti lukemaan virheenä. Johtopäätös: 2-johdin piiri ei ole soveltuva tarkkaan lämpötilanmittaukseen.