چطور می‌توان بین ترموکوپل و PT100 تمایز قائل شد؟

در این مقاله می‌خواهیم تفاوت ترموکوپل و سنسور PT100 را به اشتراک بگذاریم.

سنسورهای PT100 و ترموکوپل‌ها رایج‌ترین حسگرهای دما در فرآیندهای صنعتی و کاربردهای علمی هستند. هر دو در روزهای اولیه الکترونیک و فناوری اندازه‌گیری سرچشمه گرفته‌اند و همچنان ابزارهای ضروری در نظارت بر دما هستند.

هر دو حسگر نقاط قوت و ضعف خود را دارند و در سناریوهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در این مقاله، تفاوت‌های بین PT100 و ترموکوپل‌ها را بررسی خواهیم کرد، عملکرد آنها را توضیح خواهیم داد و در مورد اینکه هر نوع حسگر چه زمانی مناسب‌تر است، بحث خواهیم کرد.

کاربران گرامی، برای پاسخ به سوال «آیا برای دستگاه خود PT100 یا ترموکوپل انتخاب کنم؟» که از بسیاری از دیدگاه‌ها باعث سردرگمی می‌شود، ارزیابی‌های زیر را تهیه کرده‌ایم.

سنسور دما (ترموکوپل و PT100) چیست؟

به عبارت ساده، یک سنسور دما وسیله‌ای است که به طور خاص برای اندازه‌گیری دما بکار می‌رود.

به عنوان مثال، ممکن است بخواهید دمای کوره‌های خشک‌کن، دیگ‌های بخار، خطوط لوله یا مخازن آب را اندازه‌گیری کنید.

برخلاف روش‌های قدیمی استفاده از دماسنج‌ها یا گیج‌های دما برای اندازه‌گیری دما در یک نقطه خاص، یک سنسور دما وسیله‌ای پیشرفته‌تر است.

امروزه، اندازه‌گیری دما به طور فزاینده‌ای خودکار می‌شود و انواع مختلفی از حسگرها برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌شوند.

سپس مقدار دمایی که اندازه‌گیری می‌شود توسط PLC یا مبدل فرکانس پردازش می‌شود.

از نظر محدوده دمایی که می‌توان اندازه‌گیری کرد، دو نوع اصلی از حسگرهای دما وجود دارد.

سنسور دمای PT100 چیست؟

پرکاربردترین نوع سنسور دما در صنعت است. می‌توان گفت 70 درصد سنسورهای دمای موجود در بازار از نوع PT100 هستند.

سنسورهای دمای PT100 بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی فلز با افزایش دما کار می‌کنند. بنابراین، هسته سنسور حاوی یک جزء فلزی، پلاتین (که به عنوان طلای سفید نیز شناخته می‌شود) است تا دما را حس کند.

از پلاتین به دلیل اینکه محدوده دمایی بسیار وسیعی دارد و به دما بسیار حساس است استفاده می‌شود.

پس از مشاهده دما، مقدار مقاومت پلاتین به 100 اهم در دمای 0 درجه سانتی‌گراد تبدیل می‌شود. و چون از پلاتین ایجاد می‌شود، این نوع سنسور PT100 نام‌گذاری می‌شود.

PT مخفف پلاتین و 100 مقدار مقاومت در دمای 0 درجه سانتی‌گراد است. این نوع سنسور دقت دمایی بسیار بالایی دارد، بنابراین کاربرد وسیعی دارد.

این نوع سنسور محدوده دمایی 850 درجه سانتی‌گراد دارد. این یعنی سنسور می‌تواند حداکثر دمای 850 درجه سانتی‌گراد را اندازه‌گیری کند.

علاوه بر Ni100 ،PT100 (سنسورهای دما که از نیکل ایجاد می‌شوند) و PT1000 (مشابه PT100 اما با وضوح و دقت بالاتر) نیز وجود دارند.

ترموکوپل چیست؟

این نوع سنسور محدوده دمایی بسیار بالایی دارد و حداکثر نزدیک به 1800 درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

بنابراین، ترموکوپل‌ها اغلب در کاربردهای اندازه‌گیری دماهای بالا مانند دیگ‌های بخار، کوره‌های فولادسازی و کوره‌های پخت استفاده می‌شوند.

با توجه به محدوده دمایی، انواع مختلفی از ترموکوپل مانند ترموکوپل نوع K، ترموکوپل نوع S، ترموکوپل نوع J یا ترموکوپل نوع B داریم.

یکی از معایب ترموکوپل‌ها، حاشیه خطای آنهاست. معمولاً این نوع حسگر دما خطایی حدود 1% دارد.

بنابراین، هنگام انتخاب ترموکوپل، معمولاً لازم است یک محدوده اندازه‌گیری دقیق یا کمی بزرگ‌تر برای ایمنی انتخاب شود.

تفاوت بین ترموکوپل و PT100 چیست؟

برای تمایز بین PT100 و ترموکوپل، ظاهر خارجی و سیگنال‌های خروجی آنها را بررسی خواهیم کرد. برخی از تفاوت‌های کلیدی عبارتند از:

• یک دماسنج PT100 می‌تواند حداکثر دمای 850 درجه سانتی‌گراد را اندازه‌گیری کند، در حالی که یک ترموکوپل می‌تواند حداکثر 1800 درجه سانتی‌گراد را اندازه‌گیری کند.
• حاشیه خطای PT100 کمتر از ترموکوپل است.
• ترموکوپل‌ها دو سیم رابط دارند، در حالی که سنسورهای PT100 دو، سه یا چهار سیم رابط دارند.

چگونه بین PT100 و ترموکوپل تفاوت قائل شویم:

صبر کنید، PT100 سه سیم دارد در حالی که ترموکوپل دو سیم دارد. پس می‌توانید تفاوت را تشخیص دهید، درست است؟

احتمالاً شما هم همینطور فکر می‌کنید.

اما در واقع، سنسورهای PT100 در نسخه‌های دو سیمه هم عرضه می‌شوند، فقط افراد کمتری از آنها استفاده می‌کنند.

دلیل این امر این است که سنسورهای دمای PT100 دو سیمه نرخ خطای نسبتاً بالایی دارند.

بنابراین، مردم به سنسورهای دمای PT100 سه سیمه روی می‌آورند زیرا آنها یک سیم جبران‌کننده اضافی برای کمک به کاهش خطا دارند.

بنابراین چگونه می‌توانید بین PT100 و ترموکوپل تمایز قائل شوید؟ دو روش وجود دارد:

مشخصات را بخوانید:

برخی مشخصات فنی وجود دارد که وقتی آنها را از روی خود دستگاه می‌خوانید، نمی‌توانید آنها را اشتباه بگیرید. برای مثال:

محدوده دما: 0….1100 درجه سانتی‌گراد

محدوده دما: 0….1200 درجه سانتی‌گراد

این یک ترموکوپل است. زیرا PT100 فقط حداکثر محدوده دمایی 850 درجه سانتی‌گراد را دارد.

علاوه بر این، می‌توانیم مشخصات فنی و دستورالعمل‌های سیم‌کشی سنسور دما را روی دستگاهی که نیاز به تعویض قطعات یا واحدهای نمایشگر دارد، مطالعه کنیم.

با نگاه کردن به نمودار سیم‌کشی و سپس به دستگاهی که متصل است، می‌توانیم تشخیص دهیم که آیا سنسور دما PT100 است یا ترموکوپل.

اگر هنوز جواب نداد، روش دوم را امتحان کنید.

برای تشخیص تفاوت بین ترموکوپل و PT100 از یک ولت‌متر استفاده کنید:

به عبارت ساده، می‌توانیم به سیگنال خروجی هر نوع سنسور اعتماد کنیم.

برای یک سنسور دمای PT100، سیگنال خروجی آن به شکل مقاومت (اهم) است. برای یک ترموکوپل، سیگنال خروجی به شکل ولتاژ (میلی ولت) است.

الان احتمالاً می‌تواید تصور کنید که چه شکلی است، درست است؟

ما فقط به یک ولت‌متر نیاز داریم، ولتاژ را به عنوان واحد اندازه‌گیری انتخاب می‌کنیم و ولتاژ دو سر سنسور را اندازه‌گیری می‌کنیم.

سپس، با استفاده از یک فندک، پراب را کمی گرم می‌کنیم. اگر دما و ولتاژ افزایش یافت، پس ترموکوپل است.

برای PT100، ما همچنین از یک ولت‌متر استفاده می‌کنیم و واحد اندازه‌گیری را اهم (Ω) انتخاب می‌کنیم.

سپس، مقاومت بین دو پین سنسور را اندازه‌گیری می‌کنیم. طبق تعریف، یک سنسور PT100 در دمای 0 درجه سانتی‌گراد دارای مقدار مقاومت 100 اهم است.

بنابراین، ما فقط باید مقاومت بین دو پین سنسور را اندازه‌گیری کنیم. اگر مقاومت بالاتر از 100 اهم باشد، پس PT100 است.

مقایسه PT100 و ترموکوپل‌ها

انتخاب بین PT100 و ترموکوپل اغلب به الزامات خاص کاربرد بستگی دارد. جدول زیر تفاوت‌های اصلی را خلاصه می‌کند:

نتیجه‌گیری

انتخاب بین سنسور PT100 و ترموکوپل تا حد زیادی به الزامات کاربرد خاص بستگی دارد. اگر دقت و پایداری در دوره‌های طولانی مورد نیاز باشد، سنسور PT100 انتخاب بهتری است.

برعکس، اگر تغییرات سریع دما و دمای بالا از اهمیت بالایی برخوردار باشد، ترموکوپل مزایای آشکاری ارائه می‌دهد.

هر دو حسگر جایگاه خود را در صنعت مدرن دارند و اغلب استفاده از هر دو در زمینه‌های مختلف برای دستیابی به بهترین نتایج مفید است.