PT100 서미스터

1、 제품 개요

백금 서미스터라고도 알려진 PT100 서미스터는 백금 금속 저항의 온도 의존 특성을 기반으로 한 고정밀 온도 센서입니다. 0 ℃에서의 공칭 저항 값은 100 Ω이며 이는 IEC 60751 국제 표준을 준수합니다. 높은 측정 정확도, 안정적인 성능, 우수한 선형성 및 넓은 온도 측정 범위로 인해 중온 및 저온 영역에서 가장 일반적으로 사용되는 온도 감지기 중 하나가 되었습니다. 산업 자동화, 의료 장비, 기상 관측, 항공 우주, 실험실 교정 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

2, 작동 원리

PT100 서미스터의 핵심 작동 원리는 온도에 따라 변하는 백금 금속의 저항 값 특성을 활용하는 것입니다. 순수 백금선의 저항값은 온도가 증가함에 따라 거의 선형적으로 증가하며 양의 온도 계수를 나타냅니다. 온도가 0 ℃일 때 저항값은 정확히 100.00 Ω입니다. 온도가 1℃ 올라갈 때마다 저항은 약 0.385Ω 증가하며, 100℃에서는 저항값이 약 138.5Ω이 됩니다.

3、 제품 유형 및 구조

(1) 종류

0 ℃에서의 공칭 저항 값에 따라 백금 서미스터는 주로 Pt10, Pt100 및 Pt1000의 세 가지 유형으로 나뉘며 PT100이 가장 널리 사용됩니다. 또한 구조적 형태 측면에서 PT100 열 저항기는 조립형과 장갑형으로 나눌 수 있습니다.

조립식: 온도 감지 요소는 일반적으로 세라믹, 유리 또는 운모 뼈대에 백금 와이어를 감은 다음 금속 보호 슬리브에 조립하여 만듭니다. 구조가 간단하고 설치가 용이하다는 특징이 있으며 일반적인 산업 온도 측정 시나리오에 적합합니다.

기갑형: 온도 감지 요소, 단열재 및 금속 슬리브의 조합이 견고한 전체로 그려져 유연성이 뛰어나고 내진성이 뛰어나며 굽힘성이 있다는 장점이 있습니다. 복잡하고 좁은 공간에 설치 및 사용하기에 적합합니다.

(2) 구조적 구성

PT100 서미스터는 주로 온도 감지 요소, 보호 슬리브, 정션 박스 및 리드로 구성됩니다.

온도감지소자 : 세라믹소자, 유리소자, 운모소자를 흔히 포함하는 핵심부품으로, 세라믹 뼈대, 유리 뼈대, 운모 뼈대를 각각 백금선으로 감싸 복잡한 공정을 거쳐 가공한다. 또한, 진공 증착 박막 기술을 사용하여 2미크론 미만의 막 두께를 가진 세라믹 기판에 백금을 스퍼터링하는 박막 백금 저항기가 있습니다. Ni(또는 Pd) 리드를 유리 소결 재료로 고정하고 레이저 저항 조정을 통해 제작하므로 산업적 대량 생산이 가능합니다.

보호 슬리브: 측정 매체에 의한 부식 및 기계적 손상으로부터 온도 감지 구성 요소를 보호하는 데 사용됩니다. 재질에는 일반적으로 스테인레스 스틸 201, 304, 316, 316L 등이 포함되며 다양한 사용 환경에 따라 선택할 수 있습니다.

정션 박스: 열 저항기와 외부 측정 회로의 리드를 연결하는 데 사용되며 먼지, 습기 등이 들어가는 것을 방지하기 위해 밀봉이 잘되어 측정 정확도와 안정성이 보장됩니다.

리드선 : 온도 감지 소자의 저항 신호를 외부 측정 장비로 전달하는 역할을 하며 2선식, 3선식, 4선식의 3가지 배선 방식을 사용합니다.

4, 배선 방법

(1) 2라인 시스템

저항 신호를 추출하기 위해 서미스터의 각 끝에 와이어를 연결하는 것은 간단하고 실행 가능한 리드 방법입니다. 그러나 연결 와이어의 리드 저항은 측정 결과에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 측정 정확도 요구 사항이 낮은 상황에만 적합합니다.

(2) 3선식 시스템

일반적으로 전기 브리지와 함께 사용되는 서미스터 루트에 리드 하나를 연결하고 다른 쪽 끝에 리드 두 개를 연결합니다. 휘트스톤 브리지 원리를 사용하면 납 저항의 영향을 효과적으로 제거할 수 있어 산업 공정 제어에서 가장 일반적으로 사용되는 납 방법이 됩니다. 경제성 측면에서 상당한 장점이 있으며, 오차는 ±0.5℃ 이내(100℃ 기준)로 제어할 수 있습니다.

(3) 4선식 시스템

서미스터 루트의 각 끝에 두 개의 와이어를 연결합니다. 두 개의 리드는 서미스터에 정전류를 제공하고 저항 값을 전압 신호로 변환한 다음 다른 두 리드를 통해 전압 신호를 보조 장비로 보냅니다. 이 배선 방법은 리드 저항의 영향을 완전히 제거할 수 있으며 매우 높은 측정 정확도를 제공합니다. 그러나 배선은 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 매우 높은 측정 정확도가 필요한 실험실과 같은 시나리오에 주로 적합합니다.

5、 제품 특징

(1) 고정밀도

PT100 열 저항의 측정 정확도는 매우 높으며 표준 모델은 클래스 A와 클래스 B로 구분됩니다. 클래스 A는 ±(0.15+0.002 │ t │) ℃의 편차를 허용하는 반면, 클래스 B는 ±(0.30+0.005 │ t │) ℃의 편차를 허용합니다. 일부 고정밀 제품은 ±0.1℃ 이상의 정확도를 달성할 수 있습니다.

(2) 좋은 안정성

백금 금속은 우수한 물리적 안정성과 화학적 불활성, 산화 및 내식성, 안정적인 장기 성능, 최소 연간 드리프트를 가지며 측정 결과의 반복성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다.

(3) 넓은 온도 측정 범위

측정 범위는 -200 ℃ ~ 850 ℃이며 극한 환경에서 -270 ℃ ~ 1064 ℃까지 확장될 수 있어 다양한 중저온 및 일부 고온 측정 시나리오에 적합합니다.

(4) 짧은 응답 시간

일반적으로 응답 시간은 30초 미만이며, 온도 변화를 빠르게 감지하고 측정 데이터에 대한 시기적절한 피드백을 제공할 수 있습니다.

(5) 강력한 간섭 방지 능력

열전대와 같은 다른 온도 센서에 비해 PT100 열 저항기는 전자기 간섭에 덜 민감하며 특히 복잡한 산업 전자기 환경에 사용하기에 적합합니다.

6、 제품 적용 시나리오

(1) 산업생산분야

야금 산업: 용광로, 전로, 전기로 등 장비의 내부 온도를 모니터링하고 철강 열처리 공정 중 온도 제어를 모니터링하여 생산 공정 및 제품 품질의 안정성을 보장하는 데 사용됩니다.

석유화학 산업: 정유소 및 화학 플랜트의 반응 용기, 증류탑, 파이프라인 시스템과 같은 장비의 매체 온도를 실시간 모니터링하여 화학 반응 제어 손실, 매체 응고 또는 이상 온도로 인한 누출 등의 위험을 예방합니다.

전력 산업: 변압기 권선, 철심, 모선뿐만 아니라 변전소 배전 캐비닛의 회로 차단기 및 접촉기와 같은 주요 구성 요소의 온도 모니터링에 사용되어 과열 위험을 적시에 경고하고 단락 및 화재와 같은 사고를 방지합니다. 태양광 발전소, 발전기 구획, 기어박스, 베어링 및 기타 풍력 발전 부품의 태양광 모듈 어레이 및 인버터 냉각 시스템과 같은 신에너지 발전 분야에서 온도 모니터링은 장비 작동 매개변수를 최적화하고 발전 효율을 향상시키며 장비 수명을 연장하는 데 사용됩니다.

기계제조업 : CNC공작기계, 다이캐스팅기, 사출성형기 등의 스핀들, 금형, 유압시스템 등 여러 부품에 대해 온도 모니터링을 실시하여 장비의 작동상태를 파악하고 과열로 인한 기계적 고장 및 정밀도 저하를 방지합니다.

(2) 의료 산업

백신 운반용 냉장 용기, ICU 병동의 온도 모니터링 프로브, 의료 멸균 장비 등과 같은 의료 장비에서 PT100 서미스터는 고정밀 온도 측정을 제공하여 의료 프로세스의 안전성과 효율성을 보장합니다. 예를 들어, 백신 운송 중에 냉장고 내부 온도를 실시간으로 모니터링하면 백신이 지정된 온도 범위 내에 유지되고 활성을 유지하는지 확인할 수 있습니다.

(3) 농업 및 콜드체인 물류 산업

스마트 농업: 대규모 온실 및 사육장에서는 IoT 플랫폼과 결합하여 다점 온도 모니터링을 통해 자동 온도 제어 및 환기가 이루어지며 안정적인 작물 성장과 가축 사육 환경을 보장합니다.

콜드 체인 물류: 신선 식품 및 제약 콜드 체인 재료의 보관 및 운송 온도가 표준을 충족하고 부패를 방지하기 위해 대형 냉장 보관 및 냉장 트럭 칸의 다양한 선반 영역에서 다점 온도 모니터링에 사용됩니다.

(4) 연구 및 실험 분야

과학 연구 실험에서 PT100 열저항은 실험에 정확한 온도 데이터를 제공하기 위해 초저온 실험, 재료 성능 테스트 및 기타 시나리오에 일반적으로 사용됩니다. 실험실의 교정 장비는 PT100 서미스터를 표준 온도 센서로 사용하여 다른 온도 측정 장비를 교정하는 경우가 많습니다.