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Sensor

PT100/PT1000 抵抗 vs 温度

ITS-90 カレンダー・バン・デューゼン方程式を使用して、任意の温度における PT100 または PT1000 RTD 抵抗を計算します。

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公式

R(T)=R0(1+AT+BT2)forT≥0°CR(T) = R₀(1 + AT + BT²) for T ≥ 0°C

参考: IEC 60751 / ITS-90

R₀— 0℃での抵抗値 (Ω)
A— 3.9083 × 10³ (/°C)
B— −5.75 × 10 (/°C²)

仕組み

この計算機は、IEC 60751:2022 Callendar-Van Dusen方程式を使用して温度からPT100/PT1000の抵抗を計算します。これは、RTDセンサーの精度の検証やシグナルコンディショニング回路の設計を必要とするキャリブレーション技術者、テストエンジニア、計装設計者にとって不可欠です。抵抗と温度の関係は、T >= 0 Cの場合は R (T) = R0* (1 + A*T + B*T^2) で、T < 0 Cの場合は R (T) = R0* (1 + A*T + B*T^2 + C* (T-100) T^3) です。IEC 60751 では正確な係数が指定されています。A = 3.9083e-3 /C、B = -5.775e-7 /C ^2、C = -4.2735e-12 /C ^4。PT100 の感度 dR/dt = R0 (A+ 2*B*T) は、-100 °Cで0.391オーム/C、0°Cで0.385オーム/C、+100°Cで0.379オーム/Cに等しくなります。IEC 60751精度クラスは許容範囲を定義します。クラスAAは+/-（0.1 + 0.0017*|T|）C、クラスAは+/-（0.15 + 0.002*|T|）C、クラスBは+/-（0.3 + 0.005*|T|）Cです。0CのクラスAAでは、PT100センサーの100.00オームから+/-0.04オームの偏差が許容されます。

計算例

問題：PLC入力スケーリングにおける150℃でのPT1000センサーの予想抵抗を計算し、クラスAの許容範囲を決定します。

解決策: 1。与えられた値:R0 = 1000 オーム (PT1000)、T = 150 C (正、二項CVD を使用) 2.IEC 60751 係数:A = 3.9083e-3、B = -5.775e-7 3.R (150) = 1000 * (1 + 3.9083e-3*150 + (-5.775e-7) *150^2) 4。R (150) = 1000* (1 + 0.586245-0.012994) = 1000* 1.573251 = 1573.25 オーム 5.150 C での感度:dR/dt = 1000* (A+ 2*B*T) = 1000* (3.9083e-3-1.7325e-4) = 3.735 オーム/C 6.150 C におけるクラス A の許容誤差:+/-(0.15 + 0.002*150) = +/-0.45 C = +/-1.68 オーム

結果:PT1000 は 150 °C で 1573.25 オームを読み取り、感度は 3.74 オーム/C です。クラス A の許容誤差は +/-1.68 オーム (1571.57 ～ 1574.93 オーム) です。

実践的なヒント

  • ✓リード抵抗誤差をなくすには、4線式（ケルビン）接続を使用してください。ASTM E1137測定ガイドラインによると、0.1オームのリード抵抗でもPT100システムでは0.26℃の誤差が発生します。
  • ✓リード抵抗誤差は比例して10倍小さいため、リード抵抗が避けられない場合（ケーブルが長い場合）には、PT100よりもPT1000よりもPT1000を選択してください。10オームのリードでは、PT100の2.6℃に対して、PT1000ではわずか0.26℃の誤差が発生します。
  • ✓IEC 60751 Annex Cの推奨事項に従い、一般的な産業設備で自己発熱を0.05℃未満に抑えるには、励起電流を1mA以下に制限してください

よくある間違い

  • ✗IEC 60751附属書Bの検証表によると、0℃以下の2項CVD方程式のみを使用すると、3次項Cが省略され、-50℃で0.1℃、-100℃で0.5℃、-200℃で2.5℃の誤差が生じます。
  • ✗IEC/DIN アルファ = 0.00385055 を古い ASTM/US 標準アルファ = 0.003916 と混同します。間違った係数セットを使用すると、100 ℃で 0.3 C の誤差が発生し、400 ℃で 1.2 C に増加します。
  • ✗自己発熱を無視:100ΩのPT100を通る1mAの励起により0.1mWが消費され、測定媒体との熱結合に応じてセンサー温度が0.1～0.5℃上昇します

よくある質問

どちらもIEC 60751に準拠した同一の白金抵抗-温度曲線を使用しています。PT100はR0 = 100オーム、感度は0.385オームで、PT1000はR0 = 1000オーム、感度は3.85オームです。PT1000は、マイクロコントローラのADCインターフェースの分解能が10倍高く（12ビットADCでは0.1Cの分解能が、3.3VリファレンスのPT100は1Cの分解能）、リード抵抗感度が10倍低くなっています。コスト差はごくわずかです。TE Connectivity およびハネウェルのセンサーアプリケーションノートによると、新しい設計には PT1000 が推奨されます。
IEC 60751では、クラスAA（0℃で+/-0.1℃）、クラスA（+/-0.15℃）、クラスB（+/-0.3℃）、およびクラスC（+/-0.6℃）が定義されています。工業用 HVAC、プロセス制御、一般オートメーション (100 ℃で +/-0.8 ℃) には、クラス B で十分です。クラス A は医薬品製造 (FDA 21 CFR Part 211) および食品加工 (HACCP 準拠) に使用されます。NIST のトレーサビリティ要件に従い、校正基準、計測ラボ、科学機器にはクラス AA が必要です。
いいえ。IEC 60751 の係数を使用する CVD 方程式は、アルファが 0.00385055 の純プラチナ測温抵抗器にのみ適用されます。ニッケルRTDは異なる多項式 (DIN 43760) を使用しており、0 ℃での感度は 0.617 オーム/℃ですが、範囲は限られています (-60 ～ +180 ℃)。銅RTDは線形 (アルファ = 0.00427) ですが、-50～+150℃に制限されています。-200℃以下の極低温用途では、NISTで校正された多項式係数を持つロジウム鉄またはゲルマニウムRTDを使用してください。

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