PT100 サーミスタは白金サーミスタとしても知られ、白金金属抵抗の温度依存特性に基づいた高精度温度センサーです。 0℃における公称抵抗値は100Ωであり、国際規格IEC 60751に準拠しています。高い測定精度、安定した性能、優れた直線性、広い温度測定範囲により、中・低温領域で最もよく使用される温度検出器の1つです。産業オートメーション、医療機器、気象観測、航空宇宙、実験室校正などの多くの分野で広く使用されています。
1、製品概要
PT100 サーミスタは白金サーミスタとしても知られ、白金金属抵抗の温度依存特性に基づいた高精度温度センサーです。 0℃における公称抵抗値は100Ωであり、国際規格IEC 60751に準拠しています。高い測定精度、安定した性能、優れた直線性、広い温度測定範囲により、中・低温領域で最もよく使用される温度検出器の1つです。産業オートメーション、医療機器、気象観測、航空宇宙、実験室校正などの多くの分野で広く使用されています。
2、動作原理
PT100 サーミスタの中心的な動作原理は、白金金属の抵抗値が温度とともに変化する特性を利用することです。純白金線の抵抗値は温度の上昇とともにほぼ直線的に増加し、正の温度係数を示します。温度が0℃の場合、その抵抗値は正確に100.00Ωです。温度が1℃上昇するごとに抵抗値は約0.385Ω増加し、100℃では抵抗値は約138.5Ωとなります。
3、 製品の種類と構造
(1) 種類
白金サーミスタは0℃における公称抵抗値により、主にPt10、Pt100、Pt1000の3種類に分けられ、PT100が最も広く使用されています。さらに、構造形式の観点から、PT100 熱抵抗器は組み立てタイプと外装タイプに分類できます。
プレハブ式: 温度感知素子は通常、プラチナ線をセラミック、ガラス、またはマイカの骨格に巻き付け、金属製の保護スリーブに組み立てることによって作られます。シンプルな構造と簡単な設置が特徴で、一般的な工業用温度測定シナリオに適しています。
装甲タイプ:感温素子、断熱材、金属スリーブを一体化して一体化しているため、柔軟性が高く、耐震性が高く、曲げやすいという利点があります。複雑で狭い場所での設置や使用に適しています。
(2) 構造構成
PT100 サーミスタは、主に温度検知素子、保護スリーブ、接続箱、リード線で構成されています。
感温素子:セラミック素体、ガラス素体、マイカ素体をそれぞれ白金線でセラミック骨格、ガラス骨格、マイカ骨格に巻き付け、複雑な工程を経て加工されたコア部品です。さらに、真空蒸着薄膜技術を使用してセラミック基板上に膜厚 2 ミクロン未満の白金をスパッタリングする薄膜白金抵抗器もあります。 Ni(またはPd)リードをガラス焼結材で固定し、レーザー抵抗調整により工業的に量産可能です。
保護スリーブ: 温度検知コンポーネントを測定媒体による腐食や機械的損傷から保護するために使用されます。材質は通常、ステンレス鋼201、304、316、316Lなどがあり、さまざまな使用環境に応じて選択できます。
ジャンクションボックス:熱抵抗器と外部測定回路のリード線を接続するために使用され、塵や湿気などの侵入を防ぐために良好なシールが施され、測定精度と安定性が保証されます。
リード線:感温素子の抵抗信号を外部測定機器に伝達する役割を果たし、2線式、3線式、4線式の3つの配線方法があります。
4、配線方法
(1) 2ラインシステム
サーミスタの両端にワイヤを接続して抵抗信号を取り出すのは、簡単で実行可能なリード方法です。ただし、接続ワイヤのリード抵抗は測定結果に大きな影響を与える可能性があるため、測定精度の要件が低い状況にのみ適しています。
(2) 3線式
サーミスタの根元に 1 本のリード線を接続し、もう一方の端に 2 本のリード線を接続します。通常、電気ブリッジと組み合わせて使用されます。ホイートストン ブリッジの原理を使用することにより、鉛抵抗の影響を効果的に排除できるため、工業用プロセス制御で最も一般的に使用される鉛方式となっています。誤差は±0.5℃以内(100℃時)に抑えることができ、コストパフォーマンスに優れています。
(3) 4線式
サーミスタの根元の両端に 2 本のワイヤを接続します。2 本のリード線でサーミスタに定電流を供給し、抵抗値を電圧信号に変換して、他の 2 本のリード線を介して電圧信号を二次機器に送ります。この配線方法はリード抵抗の影響を完全に排除でき、非常に高い測定精度を実現します。ただし、配線が複雑でコストがかかるため、主に非常に高い測定精度が必要な研究室などのシナリオに適しています。
5、製品の特徴
(1) 高精度
PT100の熱抵抗の測定精度は非常に高く、標準モデルはA級とB級に分かれています。A級では±(0.15+0.002|t|)℃の誤差が許容され、B級では±(0.30+0.005|t|)℃の誤差が許容されます。高精度品では±0.1℃以上の精度を実現できるものもあります。
(2) 安定性が良い
白金金属は、優れた物理的安定性と化学的不活性性、耐酸化性と耐腐食性、安定した長期性能、最小限の年次ドリフトを備えており、測定結果の再現性と信頼性を保証できます。
(3) 広い温度測定範囲
測定範囲は-200℃~850℃をカバーし、極限環境では-270℃~1064℃まで拡張可能で、さまざまな中低温および一部の高温測定シナリオに適しています。
(4) 応答時間が短い
通常、応答時間は 30 秒未満で、温度変化を迅速に感知し、測定データをタイムリーにフィードバックできます。
(5) 強力な耐干渉性能
熱電対などの他の温度センサーと比較して、PT100 熱抵抗器は電磁干渉の影響を受けにくいため、複雑な産業用電磁環境での使用に特に適しています。
6、製品の適用シナリオ
(1) 工業生産分野
冶金業界:高炉、転炉、電気炉などの設備の内部温度の監視や、鉄鋼の熱処理プロセス中の温度管理に使用され、生産プロセスと製品の品質の安定性を確保します。
石油化学産業:製油所や化学プラントの反応容器、蒸留塔、パイプラインシステムなどの機器内の媒体温度をリアルタイムに監視し、温度異常による化学反応の制御不能、媒体の固化、漏洩などのリスクを防止します。
電力産業: 変電所の配電キャビネット内の回路ブレーカーやコンタクタなどの主要コンポーネントに加え、変圧器の巻線、鉄心、バスバーバーの温度監視に使用され、過熱の危険をタイムリーに警告し、短絡や火災などの事故を回避します。太陽光発電所の太陽電池モジュールアレイやインバータ冷却システム、発電機区画、ギアボックス、ベアリング、風力発電のその他の部分などの新エネルギー生成の分野では、機器の動作パラメータの最適化、発電効率の向上、機器の寿命の延長のために温度監視が使用されています。
機械製造業:CNC工作機械、ダイカストマシン、射出成形機などの主軸、金型、油圧システムなど複数の部品の温度監視を行い、設備の稼働状態を把握し、過熱による機械故障や精度低下を防止します。
(2)医療産業
ワクチン輸送用の冷蔵コンテナ、ICU 病棟の温度監視プローブ、医療滅菌装置などの医療機器において、PT100 サーミスターは高精度の温度測定を提供し、医療プロセスの安全性と有効性を確保します。たとえば、ワクチンの輸送中、冷蔵庫内の温度をリアルタイムで監視することで、ワクチンが指定された温度範囲内に維持され、その活性が維持されることが保証されます。
(3) 農業およびコールドチェーン物流産業
スマート農業: 大規模な温室や飼育小屋では、IoT プラットフォームと組み合わせた多点温度監視によって自動温度制御と換気が実現され、安定した作物の生育と家畜の飼育環境が確保されます。
コールドチェーン物流: 生鮮食品や医薬品のコールドチェーン材料の保管および輸送温度が基準を満たし、腐敗を回避することを保証するために、大型冷蔵倉庫および冷蔵トラック区画のさまざまな棚エリアでの多点温度監視に使用されます。
(4) 研究・実験分野
科学研究実験では、PT100 熱抵抗は、実験に正確な温度データを提供するために、超低温実験、材料性能試験、その他のシナリオでよく使用されます。研究室の校正装置では、他の温度測定器を校正するために PT100 サーミスタを標準温度センサーとして使用することがよくあります。