חיישני טמפרטורה RTD מפלטינה וניקל: ניתוח טכני מעמיק
גלאי טמפרטורה בהתנגדות (RTDs) הם חיישני טמפרטורה מדויקים הפועלים על עקרון השינוי בהתנגדות בהתאם לשינוי בטמפרטורה. בין החיישנים הנפוצים ביותר נמנים אלה העשויים מפלטינה (Pt) וניקל (Ni), בשל יציבותם המעולה, חזרתם על עצמם ודיוקם.
מאמר זה סוקר את התכונות הבסיסיות של חיישני RTD מפלטינה וניקל, יישומיהם, וניתוח טכני השוואתי המבוסס על גיליון נתונים מסופק.
חיישני RTD הם חיישני טמפרטורה המשתמשים במתכות עם מאפייני התנגדות-טמפרטורה מוגדרים היטב. חיישנים אלה פועלים על פי העיקרון שההתנגדות החשמלית של חומר משתנה באופן צפוי עם שינויי טמפרטורה.
חיישני RTD מפלטינה, כגון PT100 ו-PT1000, נפוצים במיוחד בשל דיוקם הגבוה, יציבותם ועמידותם בפני קורוזיה. היציבות הכימית הגבוהה של הפלטינה והליניאריות שלה הופכים אותה לסטנדרט בתעשייה עבור מדידות טמפרטורה מדויקות.
מאפיינים עיקריים:
חיישני RTD מניקל נמצאים גם הם בשימוש ביישומים שונים למדידת טמפרטורה, אך עם מגבלות מסוימות:
בעוד שחיישני RTD מפלטינה מדויקים ויציבים יותר, חיישני RTD מניקל משמשים בעיקר ליישומים רגישי-עלות בהם נדרש דיוק מתון.
חיישני RTD נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות שונות, כולל:
| פרמטר | RTD מפלטינה (ERTD2 PT100/PT1000) | RTD מניקל |
|---|---|---|
| טווח טמפרטורה | -200°C עד +300°C | -60°C עד +300°C |
| התנגדות נומינלית | 100 Ω (PT100) / 1000 Ω (PT1000) | בדרך כלל 120 Ω |
| דיוק (מחלקת סבילות) | Class A (±0.15 + 0.002T) / Class B (±0.30 + 0.005T) | נמוך מפלטינה |
| יציבות לטווח ארוך | <0.04% סטייה בטמפ' מקסימלית | סטייה גבוהה יותר בשל חמצון |
| התחממות עצמית | 1 mA ב-100 Ω, 0.3 mA ב-1000 Ω | בדרך כלל דומה |
| הרכב חומרי | פלטינה | ניקל |
| סוג חוטים | חוט ניקל מצופה זהב (Ø 0.2 מ"מ, 10 מ"מ אורך) | חוטי נחושת או ניקל |
| מקדם טמפרטורה (α) | 0.00385 Ω/Ω/°C (תקן IEC 60751) | ~0.00672 Ω/Ω/°C |
| ליניאריות התנגדות-טמפרטורה | ליניארי מאוד | לא ליניארי |
| עמידות בסביבות קשות | מצוינת (עמידות בקורוזיה) | רגיש לחמצון בטמפ' גבוהות |
הבנת מחלקות הסבילות של RTD: Class A לעומת Class B
חיישני RTD מסווגים על פי דיוקם בהתאם לתקן IEC 60751:
לדוגמה, בטמפרטורה של 100°C, RTD בדרגת Class A יהיה עם סטייה של ±0.35°C, בעוד RTD בדרגת Class B יהיה עם סטייה של ±0.80°C.
חיישני RTD מפלטינה, כמו ERTD2 PT100/PT1000, מספקים דיוק גבוה יותר, יציבות משופרת וטווח פעולה רחב יותר בהשוואה לחיישני RTD מניקל. בעוד שחיישני ניקל מהווים חלופה בעלות נמוכה יותר, הם סובלים מסטיית התנגדות גבוהה יותר ואי-ליניאריות.
ליישומים הדורשים דיוק גבוה, כמו ציוד רפואי ובקרת תהליכים תעשייתיים, RTD מפלטינה הוא הבחירה המועדפת. עם זאת, עבור יישומים רגישי-עלות עם דרישות דיוק מתונות, ניתן להשתמש בחיישני RTD מניקל.
הבנת ההבדלים בין חיישנים אלה חיונית לבחירת RTD מתאים על סמך ביצועים, דיוק ועלויות.
