جدول مرجع دما-مقاومت برای سنسورهای Pt100 (جدول مقاومت RTD Pt100)

این جدول که مطابق استاندارد IEC 60751 تدوین شده، رابطه بین دمای سنسور و مقاومت الکتریکی آن را نشان می‌دهد و مبنای کالیبراسیون، تست، عیب‌یابی و تنظیم تجهیزات اندازه‌گیری دما به شمار می‌رود.

تاریخ ویرایش: 21 تیر ماه 1405

جدول دمایی Pt100 چیست؟

یکی از مهم‌ترین مراجع در استفاده از سنسورهای RTD Pt100، جدول دما-مقاومت (Temperature-Resistance Table) است. این جدول که مطابق استاندارد IEC 60751 تدوین شده، رابطه بین دمای سنسور و مقاومت الکتریکی آن را نشان می‌دهد و مبنای کالیبراسیون، تست، عیب‌یابی و تنظیم تجهیزات اندازه‌گیری دما به شمار می‌رود.

سنسور Pt100 در دمای 0 سلسیوس دارای مقاومت 100 اهم است. با افزایش دما، مقاومت آن نیز به‌صورت تقریباً خطی افزایش می‌یابد و با کاهش دما، مقاومت کاهش پیدا می‌کند.

جدول مقاومت RTD Pt100 مقدار مقاومت متناظر با هر دما را مشخص می‌کند و توسط تولیدکنندگان سنسور، سازندگان ترانسمیتر، آزمایشگاه‌های کالیبراسیون و مهندسان ابزار دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

چگونه از جدول مقاومت Pt100 استفاده کنیم؟

برای تعیین دما بر اساس مقدار مقاومت (و برعکس)، از جدول مرجع دما-مقاومت استفاده می‌شود. این جدول معمولاً به گونه‌ای طراحی شده است که در ستون‌های عمودی دماهای مضرب ۱۰ درج شده و سطرهای افقی شامل اعداد بین ۱ تا ۹ هستند. به این ترتیب می‌توان دمای مورد نظر را با دقت یک درجه سلسیوس مشخص کرده و مقدار مقاومت متناظر را به دست آورد. به‌عنوان مثال، مقاومت سنسور Pt100 در دمای ۱۲۶ درجه سانتی‌گراد برابر با ۱۴۸٫۳۲ اهم است.

اصول کار

در دمای 0 سلسیوس، مقاومت یک Pt100 دقیقاً 100 اهم است.
با افزایش دما، مقاومت به صورت تقریباً خطی افزایش می‌یابد.
ضریب دمایی (Temperature Coefficient) برای Pt100 بر اساس استاندارد IEC 60751 برابر با α = 0.00385 Ω/(Ω.°C) است.

مثال‌هایی از جدول دمایی Pt100 (مقادیر استاندارد)

در 0 سلسیوس: مقاومت = 100.00 اهم
در 100 سلسیوس: مقاومت ≈ 138.5 اهم
در 200 سلسیوس: مقاومت ≈ 175.8 اهم
در 400 سلسیوس: مقاومت ≈ 247.0 اهم
در 600 سلسیوس: مقاومت ≈ 313.7 اهم

بخوانید: بررسی تفاوت Pt100 با Pt1000؛ کدام برای شما بهتر است؟

جدول مرجع دما-مقاومت برای سنسورهای Pt100 (جدول مقاومت Pt100)

نکته مهم

جدول دمایی Pt100 برای محدوده -200 تا +850 سلسیوس در استاندارد IEC 60751 ارائه شده است. در هر دما مقدار مقاومت دقیق مشخص است و از روی آن می‌توان صحت عملکرد سنسور را بررسی کرد.

این جدول چگونه محاسبه می‌شود؟

مقادیر جدول صرفاً تجربی نیستند، بلکه با استفاده از معادله Callendar–Van Dusen محاسبه می‌شوند که رفتار مقاومتی پلاتین را در بازه‌های مختلف دمایی توصیف می‌کند.

این معادله پایه طراحی ترانسمیترهای دما، تجهیزات کالیبراسیون و نرم‌افزارهای ابزار دقیق است و دقت بسیار بالایی در تبدیل مقاومت به دما فراهم می‌کند.

ساختار سنسور Pt100 از نوع فیلم نازک

کاربردهای جدول دمایی Pt100 چیست؟

این جدول ابزاری مهم برای مهندسان، تکنسین‌ها و پژوهشگران است که در فرآیندهای کالیبراسیون، طراحی سیستم‌های کنترلی و بررسی صحت عملکرد سنسورها به آن مراجعه می‌کنند. استفاده درست از این مرجع می‌تواند دقت اندازه‌گیری را افزایش داده و از بروز خطا در تفسیر داده‌های دمایی جلوگیری کند.

برخی از کاربردهای جدول دمایی Pt100 عبارت است از:

کالیبراسیون تجهیزات اندازه‌گیری دما
بررسی صحت عملکرد سنسورهای RTD
طراحی مدارهای مبدل سیگنال (Signal Conditioning)
انتخاب کلاس دقت مناسب (AA، A، B یا C) بر اساس میزان خطا در جدول

یا همه سنسورهای Pt100 جدول یکسانی دارند؟

اگر سنسور مطابق استاندارد IEC 60751 و با ضریب دمایی α = 0.00385 ساخته شده باشد، پاسخ مثبت است و همه از جدول یکسانی پیروی می‌کنند. این استاندارد امروزه رایج‌ترین مرجع در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه و صنایع فرآیندی است.

با این حال، برخی سنسورهای خاص یا قدیمی، به‌ویژه نمونه‌های آمریکایی، از ضریب α = 0.003926 استفاده می‌کنند. این سنسورها دارای جدول مقاومت متفاوتی هستند و نباید با تجهیزات تنظیم‌شده برای استاندارد IEC 60751 جایگزین شوند؛ زیرا موجب خطای اندازه‌گیری خواهند شد.

بخوانید: مفهوم 385 در سنسور دما Pt100 چیست؟

مقاومت سیم چه تأثیری بر جدول دارد؟

مقادیر جدول تنها مربوط به المان Pt100 هستند و مقاومت کابل در آن لحاظ نشده است. در نصب‌های دو سیمه، مقاومت سیم‌ها به مقاومت سنسور اضافه شده و باعث خطا می‌شود، به‌ویژه زمانی که طول کابل زیاد باشد.

برای کاهش این خطا معمولاً از سنسورهای سه‌سیمه در کاربردهای صنعتی و سنسورهای چهارسیمه در آزمایشگاه‌ها و اندازه‌گیری‌های دقیق استفاده می‌شود.

پرسش‌های متداول

آیا جدول Pt100 برای تمام برندها یکسان است؟

بله، اگر سنسور مطابق استاندارد IEC 60751 و با ضریب α = 0.00385 تولید شده باشد، جدول مقاومت آن مستقل از برند خواهد بود.

مقاومت Pt100 در دمای صفر درجه چقدر است؟

دقیقاً 100 اهم؛ به همین دلیل این سنسور با نام Pt100 شناخته می‌شود.

مقاومت Pt100 در 100 سلسیوس چقدر است؟

بر اساس استاندارد IEC 60751، مقاومت آن 138.51 اهم است.

آیا می‌توان با اندازه‌گیری مقاومت، دمای سنسور را محاسبه کرد؟

بله. با استفاده از جدول مرجع یا معادله Callendar–Van Dusen می‌توان مقاومت اندازه‌گیری‌شده را به دمای متناظر تبدیل کرد.

آیا مقاومت کابل در مقدار جدول لحاظ شده است؟

خیر. جدول فقط مقاومت عنصر پلاتینیومی را نشان می‌دهد و مقاومت سیم‌های رابط باید جداگانه در نظر گرفته شود.

چرا در کالیبراسیون از جدول Pt100 استفاده می‌شود؟

زیرا این جدول مرجع استاندارد برای تبدیل دما به مقاومت و بالعکس است و امکان بررسی صحت عملکرد سنسورها، ترانسمیترها و تجهیزات اندازه‌گیری را فراهم می‌کند.

منبع

در این رابطه: جدول مرجع دما-مقاومت برای سنسورهای Pt1000 (جدول مقاومت Pt1000)