مقدمه

انرژیکس (EnergX) - در حوزه اندازه‌گیری دقیق دما، استاندارد IEC 60751 به‌عنوان مرجع اصلی جهانی برای طراحی، تولید، تست و کاربرد آشکارسازهای مقاومتی دما (Resistance Temperature Detectors - RTDs) شناخته می‌شود. این استاندارد توسط کمیته بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) تدوین شده و تمرکز اصلی آن بر سنسورهای پلاتینی (Pt100 و Pt1000) است که بیشترین کاربرد را در صنایع دارند.

ساختار استاندارد IEC 60751

استاندارد IEC 60751 شامل دستورالعمل‌های زیر است:

• مشخصات فنی RTD: مقاومت پایه، منحنی دما-مقاومت، جنس مواد
• کلاس‌های دقت (Tolerance Classes)
• نحوه جبران‌سازی خطا
• ساختار فیزیکی و آزمون‌های الزامی

اصول عملکرد RTD

سنسورهای RTD بر اساس خاصیت مقاومت فلزات عمل می‌کنند:

با افزایش دما، مقاومت الکتریکی فلز (به‌ویژه پلاتین) افزایش می‌یابد. این رابطه در پلاتین بسیار پایدار و خطی است، و به همین دلیل Pt100 به‌عنوان مرجع صنعتی جهانی پذیرفته شده است.

رابطه پایه به‌صورت زیر تعریف می‌شود:

• R(T): مقاومت در دمای T (سلسیوس)
• R0: مقاومت در 0°C (برای Pt100 برابر با 100 اهم
• A,B,C: ضرایب تعریف‌شده در استاندارد

انواع RTD بر اساس IEC 60751

نوع سنسور	مقاومت پایه در 0°C	متریال	کاربرد
Pt100	100 Ω	پلاتین	رایج‌ترین نوع صنعتی
Pt500	500 Ω	پلاتین	حساسیت بیشتر، نویز کمتر
Pt1000	1000 Ω	پلاتین	مناسب برای کابل‌های بلند یا محیط‌های نویزی

کلاس‌های دقت (Tolerance Classes)

IEC 60751 چهار کلاس دقت برای RTD تعریف می‌کند:

کلاس دقت	تلورانس در 0°C	فرمول کلی تلورانس
Class AA	±0.1 °C	±(0.1 + 0.0017 ×
Class A	±0.15 °C	±(0.15 + 0.002 ×
Class B	±0.3 °C	±(0.3 + 0.005 ×
Class C	±0.6 °C	±(0.6 + 0.01 ×

t برحسب درجه سلسیوس است. مقدار بزرگ‌تر بین عدد ثابت و تابع درصدی ملاک است.

ساختار فیزیکی RTD

استاندارد IEC 60751 همچنین به ساختارهای مختلف RTD اشاره دارد:

• سنسور سیم‌پیچ آزاد (Wire-Wound): دقت بالا، مناسب دماهای پایین و آزمایشگاهی
• سنسور فیلم نازک (Thin-Film): رایج‌ترین نوع صنعتی، مناسب کاربردهای عمومی
• سنسور سرامیکی یا شیشه‌ای: مقاوم در برابر رطوبت و مواد خورنده

نکات طراحی مطابق IEC 60751

- جنس و خلوص پلاتین باید مطابق با استاندارد باشد (حداقل 99.99٪).

- پایداری بلندمدت یکی از الزامات است؛ تغییر مقاومت باید حداقلی باشد.

- نحوه اتصال سیم (2/3/4 سیمه) در دقت نهایی بسیار مهم است:

• اتصال 2 سیمه: ساده ولی با خطای بیشتر
• اتصال 3 سیمه: رایج در صنعت، جبران مقاومت سیم
• اتصال 4 سیمه: دقیق‌ترین روش، برای کاربردهای کالیبراسیون و پزشکی

کاربردهای RTD بر اساس IEC 60751

صنعت	کاربرد نمونه
نیروگاه	پایش دمای سیال در بویلر و لوله‌ها
صنایع غذایی	کنترل دمای پاستوریزه‌سازی
داروسازی	مانیتورینگ دمای اتاق‌های تمیز (Clean Room)
هوافضا	اندازه‌گیری دمای تجهیزات پروازی
خودروسازی	سیستم‌های تهویه و مدیریت موتور
پزشکی	دماسنج‌های دقیق در ICU و آزمایشگاه‌ها

مقایسه RTD با ترموکوپل (مطابق استاندارد)

ویژگی	RTD (IEC 60751)	ترموکوپل (IEC 60584)
دقت	بسیار بالا	متوسط تا بالا
محدوده دما	−200 تا +850°C	−200 تا +1800°C
پاسخ‌زمان	کندتر	سریع‌تر
قیمت	بالاتر	پایین‌تر
عمر مفید	بیشتر در محیط تمیز	بیشتر در محیط صنعتی خشن

نتیجه‌گیری

استاندارد IEC 60751 پایه‌ای‌ترین مرجع برای طراحی و استفاده از سنسورهای دمای RTD است. این استاندارد با ارائه ساختار دقیق دما-مقاومت، کلاس‌های دقت و الزامات ساخت، ابزار لازم را برای طراحی سیستم‌های دقیق کنترل دما فراهم می‌سازد.

برای تولیدکنندگان و مهندسان ابزار دقیق، درک کامل این استاندارد به معنای توانایی تولید و انتخاب سنسورهایی با پایداری، دقت و کیفیت بالا است.

استانداردهای مرتبط

• استاندارد ASME PTC 19.3 TW، راهنمای طراحی و ارزیابی ترموول‌ها در سیستم‌های اندازه‌گیری دما
• استاندارد IEC 60584 - راهنمای جامع ترموکوپل‌ها بر اساس الزامات بین‌المللی
• استانداردهای مرتبط با اندازه‌گیری دما: راهنمای جامع برای مهندسان و فعالان صنعت