نحوه اتصال سنسور PT100 سه سیمه یکی از مهم‌ترین موضوعاتی است که در صنایع مختلف، از جمله صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، تولید انرژی و صنایع غذایی، مورد توجه قرار می‌گیرد. زیرا این نوع سنسورها برای اندازه‌گیری دقیق دما به کار می‌روند و نیازمند روش‌های اتصال صحیح جهت حذف خطاهای ناشی از مقاومت سیم‌های رابط هستند.
در کاربردهای صنعتی، PT100 سه سیمه به دلیل ساختار خاص خود، نسبت به مدل‌های دو سیمه برتری دارد. زیرا دو سیم هم‌رنگ برای ارسال و دریافت سیگنال به کار می‌روند و سیم سوم به عنوان سیم جبران‌کننده اثر مقاومت کابل‌های طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ویژگی باعث می‌شود که خطای ناشی از مقاومت سیم‌های طولانی کاهش یابد و دقت اندازه‌گیری بهبود پیدا کند. در این مقاله، ابتدا اصول عملکرد سنسور PT100 را بررسی خواهیم کرد و سپس روش‌های استاندارد اتصال آن، نحوه جبران‌سازی خطا، نکات کلیدی در نصب و سیم‌کشی و راهکارهای عملی برای افزایش دقت اندازه‌گیری را ارائه می‌دهیم. همچنین، استانداردهای مرتبط با این نوع سنسورها و تأثیرات دما بر عملکرد آنها را مورد بحث قرار خواهیم داد تا کاربران صنعتی بتوانند انتخابی بهینه و علمی برای سیستم‌های کنترلی و پایش دمایی خود داشته باشند.
ما در این مقاله در رابطه با سنسور دما مقاومتی یا RTD وانواع سنسور RTD صحبت کرده ایم.
اصول عملکرد سنسور PT100
سنسور PT100 که به‌عنوان یکی از پرکاربردترین حسگرهای دمایی شناخته می‌شود، یک مقاومت حرارتی از جنس پلاتین است که مقدار مقاومت الکتریکی آن متناسب با تغییرات دما تغییر می‌کند. مقدار مقاومت این سنسور در دمای 0 درجه سانتی‌گراد برابر با 100 اهم است و به ازای هر درجه افزایش دما، مقدار مقاومت آن طبق ضریب دمایی استاندارد α = 0.00385 Ω/°C افزایش می‌یابد. بنابراین، مقاومت سنسور در دمای 100 درجه سانتی‌گراد حدود 138.5 اهم و در دمای 200 درجه سانتی‌گراد حدود 175.8 اهم خواهد بود. در کاربردهای صنعتی که به دقت بالایی نیاز دارند، از سنسورهای کلاس A و کلاس B استفاده می‌شود که میزان تلورانس خطای آنها به ترتیب ±0.15°C و ±0.3°C در دمای 0 درجه سانتی‌گراد است.
ویژگی‌های PT100 سه سیمه
- ساختار الکتریکی سه سیمه که از دو سیم هم‌رنگ (معمولاً قرمز) و یک سیم متفاوت (معمولاً سفید) تشکیل شده است.
- جبران‌سازی مقاومت سیم‌های رابط که موجب کاهش خطا در اندازه‌گیری دما می‌شود.
- دقت بالاتر نسبت به مدل دو سیمه و مناسب برای کاربردهایی که در آن طول سیم زیاد است (مانند صنایع نفت، گاز و پتروشیمی).
- سازگاری با انواع ترانسمیترهای دما که ورودی سه سیمه دارند و از تکنیک‌های جبران‌سازی اتوماتیک استفاده می‌کنند.
خواندن این مقاله را از دست ندهید:سنسور RTD سه سیمه چیست و چه کاربردی دارد؟
روش‌های سیم‌کشی PT100 سه سیمه
روش اتصال این سنسور بستگی به نوع ترانسمیتر دما یا مدار اندازه‌گیری دارد. دو روش رایج برای اتصال به مدار پل وتستون یا ورودی تفاضلی ترانسمیتر دما وجود دارد که در ادامه توضیح داده شده است.
1. اتصال به مدار پل وتستون
در این روش، سنسور PT100 به یک مدار پل وتستون متصل می‌شود که در آن دو سیم هم‌رنگ (A و B) و یک سیم متفاوت (C) نقش کلیدی ایفا می‌کنند. نحوه اتصال سنسور pt100 سه سیمه به این شکل است:
- سیم اول (A) به یک بازوی پل متصل می‌شود.
- سیم دوم (B) که هم‌رنگ سیم اول است، به بازوی دیگر پل متصل می‌شود.
- سیم سوم (C) به یک سمت دیگر مدار متصل شده و اثر مقاومت سیم‌های رابط را کاهش می‌دهد.
مکانیسم حذف خطا: این روش به دلیل قرارگیری دو سیم هم‌رنگ در مسیر تغذیه و اندازه‌گیری، تأثیر مقاومت سیم‌های رابط را حذف می‌کند. در صورتی که مقاومت سیم‌های رابط 0.5 اهم باشد، تأثیر این مقدار بر روی مقدار نهایی اندازه‌گیری‌شده جبران می‌شود و مقدار دقیق دما نمایش داده خواهد شد.
2. اتصال به ورودی تفاضلی ترانسمیتر دما
در این روش، سیم‌بندی سه سیمه PT100 به گونه‌ای طراحی شده است که تأثیر مقاومت سیم‌های رابط از طریق پردازش تفاضلی سیگنال حذف شود. نحوه اتصال سنسور pt100 سه سیمه به این شکل خواهد بود:
- سیم اول (A) به ورودی مثبت ترانسمیتر متصل می‌شود.
- سیم دوم (B) به ورودی منفی متصل شده و نقش جبران‌سازی دارد.
- سیم سوم (C) به ترمینال مشترک وصل می‌شود.
نکته مهم: در برخی ترانسمیترها، لازم است که پیکربندی ورودی روی حالت سه سیمه تنظیم شود تا جبران‌سازی به درستی انجام شود. مقدار مقاومت سیم‌های رابط به طور خودکار شناسایی شده و از مقدار نهایی اندازه‌گیری‌شده حذف می‌شود.
جهت خرید PT100 با قیمت رقابتی و مشاوره تخصصی پیش از خرید کلیک کنید.
روش جبران‌سازی مقاومت سیم در PT100 سه سیمه
یکی از مزایای مدل سه سیمه، امکان تصحیح خودکار مقاومت سیم‌ها است. روش تصحیح به این صورت است:
- دستگاه اندازه‌گیری اختلاف ولتاژ بین دو سیم هم‌رنگ را محاسبه می‌کند.
- این مقدار که معرف مقاومت سیم‌های رابط است، از مقدار کل اندازه‌گیری‌شده کم می‌شود.
- نتیجه نهایی دمای دقیق سنسور بدون خطای ناشی از کابل‌های رابط خواهد بود.
نکات مهم در نصب و سیم‌کشی PT100 سه سیمه
- استفاده از کابل‌های با کیفیت: بهتر است از سیم‌های مس آنیل‌شده با روکش تفلون یا سیلیکون برای کاهش نویز الکترومغناطیسی استفاده شود.
- تطابق رنگ سیم‌ها: در استاندارد DIN معمولاً دو سیم قرمز و یک سیم سفید استفاده می‌شود، اما در برخی برندها ممکن است رنگ‌بندی متفاوت باشد.
- کالیبراسیون دوره‌ای: توصیه می‌شود که سنسور و مدار اندازه‌گیری حداقل سالی یک بار کالیبره شوند تا دقت اندازه‌گیری حفظ شود.
- استفاده از محافظ سنسور: در محیط‌های صنعتی با نویز بالا، استفاده از شیلد مناسب و اتصال زمین صحیح اهمیت زیادی دارد.
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: