Il termistore PT100, noto anche come termistore al platino, è un sensore di temperatura ad alta precisione basato sulle caratteristiche dipendenti dalla temperatura della resistenza del metallo di platino. Il suo valore di resistenza nominale a 0 ℃ è 100 Ω, conforme allo standard internazionale IEC 60751. È diventato uno dei rilevatori di temperatura più comunemente utilizzati in aree a media e bassa temperatura grazie alla sua elevata precisione di misurazione, prestazioni stabili, buona linearità e ampio intervallo di misurazione della temperatura. È ampiamente utilizzato in molti campi come l'automazione industriale, le apparecchiature mediche, l'osservazione meteorologica, l'aerospaziale e la calibrazione di laboratorio.
1、 Panoramica del prodotto
Il termistore PT100, noto anche come termistore al platino, è un sensore di temperatura ad alta precisione basato sulle caratteristiche dipendenti dalla temperatura della resistenza del metallo di platino. Il suo valore di resistenza nominale a 0 ℃ è 100 Ω, conforme allo standard internazionale IEC 60751. È diventato uno dei rilevatori di temperatura più comunemente utilizzati in aree a media e bassa temperatura grazie alla sua elevata precisione di misurazione, prestazioni stabili, buona linearità e ampio intervallo di misurazione della temperatura. È ampiamente utilizzato in molti campi come l'automazione industriale, le apparecchiature mediche, l'osservazione meteorologica, l'aerospaziale e la calibrazione di laboratorio.
2、 Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento principale del termistore PT100 è quello di utilizzare la caratteristica del valore di resistenza del platino metallico che cambia con la temperatura. Il valore di resistenza del filo di platino puro aumenta quasi linearmente con l'aumento della temperatura, mostrando un coefficiente di temperatura positivo. Quando la temperatura è 0 ℃, il suo valore di resistenza è esattamente 100,00 Ω; Per ogni aumento di 1 ℃ della temperatura, la resistenza aumenta di circa 0,385 Ω e a 100 ℃ il valore di resistenza è di circa 138,5 Ω.
3、 Tipologia e struttura del prodotto
（1） Digitare
In base al valore di resistenza nominale a 0 ℃, i termistori al platino sono principalmente divisi in tre tipi: Pt10, Pt100 e Pt1000, dove PT100 è il più utilizzato. Inoltre, in termini di forma strutturale, i termoresistori PT100 possono essere suddivisi in tipologie assemblate e corazzate:
Prefabbricato: l'elemento sensibile alla temperatura viene solitamente realizzato avvolgendo un filo di platino attorno a uno scheletro di ceramica, vetro o mica, quindi assemblandolo in un manicotto protettivo in metallo. Ha le caratteristiche di una struttura semplice e di facile installazione ed è adatto a scenari generali di misurazione della temperatura industriale.
Tipo corazzato: la combinazione di elementi di rilevamento della temperatura, materiali isolanti e manicotti metallici viene inserita in un insieme solido, che presenta i vantaggi di buona flessibilità, forte resistenza sismica e piegabilità. È adatto per l'installazione e l'utilizzo in spazi complessi e ristretti.
（2） Composizione strutturale
Il termistore PT100 è composto principalmente da elementi di rilevamento della temperatura, manicotti protettivi, scatole di giunzione e cavi
Elemento sensibile alla temperatura: è un componente centrale, che comunemente comprende elementi in ceramica, elementi in vetro ed elementi in mica, che sono rispettivamente avvolti con filo di platino attorno allo scheletro in ceramica, allo scheletro in vetro e allo scheletro in mica e lavorati attraverso processi complessi. Inoltre, esistono resistori al platino a film sottile, che utilizzano la tecnologia a film sottile di deposizione sotto vuoto per spruzzare platino su substrati ceramici con uno spessore del film inferiore a 2 micron. I conduttori Ni (o Pd) sono fissati con materiali di vetro sinterizzato e realizzati mediante regolazione della resistenza laser, che può raggiungere la produzione di massa industriale.
Manicotto protettivo: utilizzato per proteggere i componenti di rilevamento della temperatura dalla corrosione e dai danni meccanici causati dal mezzo misurato. I materiali solitamente includono acciaio inossidabile 201, 304, 316, 316L, ecc., che possono essere selezionati in base ai diversi ambienti di utilizzo.
Scatola di giunzione: utilizzata per collegare i cavi delle resistenze termiche e dei circuiti di misurazione esterni, con una buona tenuta per impedire l'ingresso di polvere, umidità, ecc., garantendo precisione e stabilità della misurazione.
Cavo: responsabile della trasmissione del segnale di resistenza dell'elemento sensibile alla temperatura ad apparecchiature di misurazione esterne, con tre metodi di cablaggio: a due fili, a tre fili e a quattro fili
4、 Metodo di cablaggio
（1） Sistema a due linee
Collegare un filo a ciascuna estremità del termistore per estrarre il segnale di resistenza è un metodo semplice e fattibile. Tuttavia, la resistenza del cavo di collegamento può avere un impatto significativo sui risultati della misurazione, rendendolo adatto solo a situazioni con bassi requisiti di precisione di misurazione.
（2） Sistema a tre fili
Collega un cavo alla radice del termistore e due cavi all'altra estremità, solitamente utilizzati insieme a un ponte elettrico. Utilizzando il principio del ponte di Wheatstone, l'influenza della resistenza del piombo può essere effettivamente eliminata, rendendolo il metodo del piombo più comunemente utilizzato nel controllo dei processi industriali. Presenta vantaggi significativi in termini di rapporto costo-efficacia e l'errore può essere controllato entro ± 0,5 ℃ (a 100 ℃).
（3） Sistema a quattro fili
Collega due fili a ciascuna estremità della radice del termistore, con due conduttori che forniscono corrente costante al termistore, convertendo il valore della resistenza in un segnale di tensione e quindi dirigendo il segnale di tensione allo strumento secondario attraverso gli altri due conduttori. Questo metodo di cablaggio può eliminare completamente l'influenza della resistenza del cavo e ha una precisione di misurazione estremamente elevata. Tuttavia, il cablaggio è complesso e costoso, il che lo rende particolarmente adatto a scenari come i laboratori che richiedono una precisione di misurazione estremamente elevata.
5、 Caratteristiche del prodotto
（1） Alta precisione
La precisione di misurazione della resistenza termica PT100 è molto elevata, con i modelli standard suddivisi in Classe A e Classe B. La Classe A consente una deviazione di ± (0,15+0,002 │ t │) ℃, mentre la Classe B consente una deviazione di ± (0,30+0,005 │ t │) ℃. Alcuni prodotti ad alta precisione possono raggiungere una precisione di ± 0,1 ℃ o anche superiore.
（2） Buona stabilità
Il metallo platino ha una buona stabilità fisica e inerzia chimica, resistenza all'ossidazione e alla corrosione, prestazioni stabili a lungo termine, deriva annuale minima e può garantire la ripetibilità e l'affidabilità dei risultati di misurazione.
（3） Ampio intervallo di misurazione della temperatura
Il suo intervallo di misurazione copre da -200 ℃ a 850 ℃ e può essere esteso da -270 ℃ a 1064 ℃ in ambienti estremi, adatto a vari scenari di misurazione a media e bassa temperatura e ad alcuni scenari di misurazione ad alta temperatura.
（4）Tempo di risposta breve
Generalmente, il tempo di risposta è inferiore a 30 secondi e può rilevare rapidamente i cambiamenti di temperatura e fornire un feedback tempestivo sui dati di misurazione.
（5） Forte capacità anti-interferenza
Rispetto ad altri sensori di temperatura come le termocoppie, i resistori termici PT100 sono meno sensibili alle interferenze elettromagnetiche e sono particolarmente adatti per l'uso in ambienti elettromagnetici industriali complessi.
6、 Scenari di applicazione del prodotto
（1） Settore della produzione industriale
Industria metallurgica: utilizzato per monitorare la temperatura interna di apparecchiature come altiforni, convertitori e forni elettrici, nonché per il controllo della temperatura durante i processi di trattamento termico dell'acciaio, per garantire la stabilità dei processi produttivi e la qualità del prodotto.
Industria petrolchimica: monitoraggio in tempo reale della temperatura media in apparecchiature quali recipienti di reazione, torri di distillazione e sistemi di tubazioni in raffinerie e impianti chimici per prevenire rischi come perdita di controllo della reazione chimica, solidificazione del mezzo o perdite causate da temperature anomale.
Industria energetica: utilizzato per il monitoraggio della temperatura degli avvolgimenti dei trasformatori, dei nuclei in ferro, delle sbarre collettrici, nonché di componenti chiave come interruttori automatici e contattori negli armadi di distribuzione delle sottostazioni, per avvisare tempestivamente dei rischi di surriscaldamento ed evitare incidenti come cortocircuiti e incendi. Nel campo della nuova generazione di energia, come gli array di moduli fotovoltaici e i sistemi di raffreddamento degli inverter nelle centrali fotovoltaiche, i compartimenti dei generatori, i riduttori, i cuscinetti e altre parti della produzione di energia eolica, il monitoraggio della temperatura viene utilizzato per ottimizzare i parametri operativi delle apparecchiature, migliorare l'efficienza della generazione di energia e prolungare la durata delle apparecchiature.
Industria manifatturiera meccanica: il monitoraggio della temperatura viene effettuato su più parti come mandrino, stampo e sistema idraulico di macchine utensili CNC, macchine per pressofusione e macchine per stampaggio a iniezione per determinare lo stato operativo dell'attrezzatura e prevenire guasti meccanici e degrado della precisione causato dal surriscaldamento.
（2） Industria medica
Nelle apparecchiature mediche, come contenitori refrigerati per il trasporto di vaccini, sonde per il monitoraggio della temperatura nei reparti di terapia intensiva, apparecchiature di sterilizzazione medica, ecc., il termistore PT100 può fornire una misurazione della temperatura ad alta precisione, garantendo la sicurezza e l'efficacia dei processi medici. Ad esempio, durante il trasporto del vaccino, il monitoraggio in tempo reale della temperatura all’interno del frigorifero garantisce che il vaccino rimanga entro l’intervallo di temperatura specificato e mantenga la sua attività.
（3） Settore agricolo e logistico della catena del freddo
Agricoltura intelligente: nelle grandi serre e nei capannoni di allevamento, il controllo automatico della temperatura e la ventilazione vengono ottenuti attraverso il monitoraggio della temperatura multipunto, combinato con piattaforme IoT, per garantire una crescita stabile delle colture e un ambiente di allevamento del bestiame.
Logistica della catena del freddo: utilizzata per il monitoraggio della temperatura multipunto in diverse aree degli scaffali di grandi celle frigorifere e compartimenti di camion refrigerati per garantire che la temperatura di stoccaggio e trasporto degli alimenti freschi e dei materiali farmaceutici della catena del freddo soddisfi gli standard ed eviti il deterioramento.
（4）Ambiti di ricerca e di laboratorio
Negli esperimenti di ricerca scientifica, la resistenza termica PT100 viene comunemente utilizzata in esperimenti a temperature ultra-basse, test sulle prestazioni dei materiali e altri scenari per fornire dati accurati sulla temperatura per gli esperimenti. L'apparecchiatura di calibrazione in laboratorio utilizza spesso il termistore PT100 come sensore di temperatura standard per calibrare altri strumenti di misurazione della temperatura.
