:تاریخ آخرین بروزرسانی مقاله مهر ۲۳ام, ۱۴۰۱ در ۰۵:۳۹ ق٫ظ
ساخت PT100 یا (How to make pt100 sensor)، مبحثی است که قصد داریم درباره آن با شما عزیزان صحبت کنیم. بسیاری از عزیزان درباره نحوه ساخت و جنس متریال سنسورهای پی تی 100 از ما سوال می کنند که بدین منظور تصمیم گرفتیم در این مقاله به بررسی این موارد بپردازیم. سپاسگزاریم که تا انتهای مقاله با ما همراه هستید.
PT100 چیست؟
PT100 یک آشکارساز دمای مقاومتی است که مقاومت خود را بسته به دمای محیط خود تغییر می دهد و به طور گسترده به منظور اندازه گیری دما در فرآیندهای مختلف صنعتی مورد مصرف قرار می گیرد. پی تی 100ها یکی از انواع سنسورهای اندازه گیری دماست که در گروه دماسنج های مقاومتی و زیر RTDها قرار می گیرند.
مطالعه بیشتر: درباره سنسور PT100 بیشتر بدانیم
اصل عملکرد دماسنج PT100
قبل از اینکه درباره نحوه کارکرد سنسور صحبت کنیم، بایستی با برخی از اصطلاحات آشنا شوید.
Pt100 از دو بخش تشکیل شده است که هر کدام معنای خاصی دارند. بخش اول که با نماد Pt نشان داده شده است به معنای پلاتین (Platinum) است و این نشان دهنده این است که سنسور مبتنی بر متریال پلاتین است. قسمت دوم عدد 100 مربوط به مقاومت دستگاه در دمای 0 درجه سانتیگراد است (100Ω). متریال دیگری نیز مانند نیکل (Ni) و مس (Cu) با مقادیر مختلف مقاومتی وجود دارند که عبارتند از 50Ω، 500Ω و 1000Ω. این مورد امکان شناسایی سنسورها را به شرح زیر می دهد: Cu100، Ni120، Pt1000.
با این حال، Pt100 به عنوان پرمصرف ترین حسگرهای اندازه گیری دما محسوب می گردند. دماسنج هایی که از ماده پلاتین استفاده می کنند نیز بسیار رایج بوده و اغلب به عنوان دماسنج های مقاومتی پلاتینیوم یا PRT مشهورند. اگرچه متریال پلاتین یک فلز گرانبها بوده و قیمت آن به صورت جهانی است، اما از لحاظ پایداری بسیار عالی است و نمودار آن به صورت خطی است. این تجهیزان سنجش دما در برابر خوردگی ها و فرآیندهای شیمیایی و مکانیکی مقاوت فوق العاده ای دارند.
پلاتین علاوه بر اینکه در حسگرهایی مقاومتی مورد استفاده قرار می گیرد، در برخی از سنسورهای ترموکوپل (با فلزات نجیب) مورد مصرف قرار می گیرد. جرم پلاتین مورد استفاده در ساخت PT100 و ترموکوپل ها بسیار کم است که در نتیجه هزینه نهایی سنسور بسیار پایین می آید.
استاندارد BS EN 60751:2008
PT100ها دارای استانداردهای مختلفی هستند. یکی از استانداردها مطابق با کشور انگلیس BS EN 60751:2008 است و این استاندارد بیانگر میزان مقاومت، ویژگی‌های تغییر مقاومت، تلرانس ها و کد رنگ کابل‌ها را مشخص می‌کند. تمامی سنسورهای RTD تولید شده توسط شرکت مانیاد صنعت رادین آژند از قبیل PT100 و PT1000 ها مطابق با استانداردهای ملی و بین المللی هستند.
مصارف صنعتی استفاده از PT100
دماسنج های PT100 (پی تی 100) در صنایع بزرگی مورد استفاده قرار می گیرند. که در ادامه مورد بررسی قرار می دهیم.
ساخت سنسورهای فیلمی تخت (Flat Film Sensing Element)
از نظر عملی، دستگاه سنجش یا اندازه گیری، یک عنصر اندازه گیری بسیار کوچک است که بر اساس یکی از دو فناوری ساخته می شود. برای مصارف بالا، هزینه کمتر و برای کاربردهای صنعتی عمومی، استفاده از یک عنصر حسگر فیلم تخت طبیعی توصیه می شود. این نوع سنسور دارای یک زیرلایه سرامیکی است که یک شبکه بسیار ظریف از متریال پلاتین روی آن قرار می گیرد. این شبکه پلاتینی توسط لیزر بریده شده تا ویژگی های مورد نیاز برای استانداردها را مشخص کند. هر عنصر با توجه به نوار تحملی که در آن قرار می گیرد و کالیبراسیون بررسی و درجه بندی می شود. سنسورهای فیلمی تخت را می توان در صنایع مختلف مورد مصرف قرار داد. این سنسورها بسیار مقاوم بوده و می تواند سطح بسیار بالایی از شوک و لرزش را نسبت به انواع دیگر به خوبی تحمل کند. دستگاه های Surface mount، از فناوری سنسورهای فیلمی تخت استفاده می کنند.
دماسنج های فیلمی تخت، علی رغم مزایایی که دارند، شامل محدودیت هایی هم هستند. یکی از محدودیت این سنسورها این است که می توانند تنها یک محدوده دمایی خاصی را اندازه گیری کنند (70- تا 500+ درجه سانتیگراد). این تجهیزات در دو کلاس A و B طراحی و ساخته می شوند. برخی از این تجهیزات فقط به صورت DIN 1/3 در دسترس اند. با افزایش میزان دقت، محدودیت هایی در میزان محدوده یا دامنه دمایی حسگر اعمال می گردد. محدودیت دیگر این تجهیزات این است که فقط در کاربردهایی اعمال می شود که دما بین دو حد در حال چرخش است. از آنجایی که پلاتین به زیرلایه سرامیکی ذوب شده و لایه های دیگری در ساخت دماسنج وجود دارد، شبکه رسانا قادر به انبساط و انقباض آزادانه نیست و توسط لایه های دیگر محدود می گردد. این مورد می تواند باعث ایجاد تنش در سیم شود که بر مقاومت و در نتیجه دقت اندازه سنسور تأثیر می گذارد.
ساخت سنسورهای سیم پیچ (Wire-wound sensing element)
اساس عنصر این نوع از حسگرها، یک سیم پیچ کوچک از سنسور پلاتین است. این سیم پیچ شبیه یک رشته در یک لامپ رشته ای است. محفظه یا سنبه یک لوله اکسید آلومینیومی با حرارت سخت است که دارای چهار حفره با فاصله مساوی است که به صورت عرضی به محورها کشیده می شود. سیم پیچ در سوراخ های مادرل قرار می گیرد و سوراخ ها با پودر سرامیکی بسیار ریز بسته بندی می گردند. این مورد اجازه می دهد تا سیم سنسور حرکت کند در حالی که هنوز در تماس حرارتی خوبی با فرآیند اندازه گیری باقی می ماند.
یک مقاومت سیمی 20 واتی سرامیکی با مقاومت سیمی 5 اهم آمپر یک جزء غیرفعال الکتریکی است که جریان را محدود می کند. عنصر مقاومتی یک سیم فلزی عایق است که به دور هسته ای از مواد نارسانا پیچیده می شود. ماده سیم دارای مقاومت بالایی بوده و معمولاً از آلیاژی مانند نیکل-کروم (نیکروم) یا آلیاژ مس-نیکل- منگنز به نام منگانین ساخته می شود. متریال اصلی شامل سرامیک، پلاستیک و شیشه است. مقاومت های سیمی، قدیمی ترین نوع مقاومت هایی هستند که هنوز هم ساخته می شوند. آنها را می توان بسیار دقیق تولید کرد و دارای خواص عالی برای مقادیر مقاومت کم و توان بالا هستند.
روش ساخت PT100
ساخت سنسورهای سیمی متفاوت است. روش ساخت و انتخاب متریال به نحوه استفاده از مقاومت در مدار سنسور بستگی دارد. همه با پیچاندن یک سیم به دور یک هسته ساخته می شوند. مقدار مقاومت به مقاومت سیم، سطح مقطع و طول آن بستگی دارد. از آنجایی که این پارامترها را می توان به طور دقیق کنترل کرد، می توان به مقاومت با دقت بالایی دست یافت. برای الزامات تحمل بالا، مقدار مقاومت اندازه گیری می شود تا دقیقاً طول برش سیم تعیین شود. برای ایجاد مقاومت بالا، قطر سیم باید بسیار کوچک و طول آن بسیار بلند باشد. بنابراین، مقاومت های سیمی عمدتاً برای مقادیر مقاومت کمتر تولید می شوند. برای درجه بندی توان کم، از سیم بسیار نازک استفاده می شود. دست زدن به سیم بسیار نازک بسیار مهم است. هر گونه آسیب ممکن است سیم را قطع کند. پس از سیم پیچی، سیم به خوبی از رطوبت محافظت می شود تا از خوردگی الکترولیتی جلوگیری شود.
خود عنصر حسگر به یک سیم یا کابل متصل می شود تا خروجی مقاومت را تا نقطه ای که قابل اندازه گیری باشد، فراهم کند. پارامترهای فرآیند همیشه سیم‌های جبران ساز را به عناصر حسگر جوش می‌دهند، زیرا این اتصال، دمای بالاتری را به لحیم کاری ایجاد و کمترین مقاومت ممکن را بین کابل و سنسور PT100 ایجاد می‌کند. سپس حسگر با استفاده از مواد مختلف بسته به محدوده دمایی مورد نیاز و سایر شرایط محیطی، درون محفظه قرار می‌گیرد. ما می توانیم سازه هایی را برای دماهای بسیار پایین تا 200- درجه سانتیگراد تا 650+ درجه سانتیگراد ارائه دهیم. به طور کلی، سنسورها یا به کابل، محفظه ترمینال یا کانکتور ختم می شوند. Process Parameters همه این گزینه ها را ارائه می دهد.
نتیجه گیری
در این مقاله به روش ساخت PT100 پرداختیم و مطالبی را خدمت شما عزیزان ارائه دادیم. اگر نظر، پیشنهاد و انتقادی دارید در بخش دیدگاه ها آن را اعلام کنید.
ثبت ديدگاه