|
Verschillende bouwvormen
Dunne film sensoren
Op een aluminiumoxideplaat wordt een ongeveer 1 mm dikke platina-laag ingedampt. Met behulp van een laserstraal wordt de platina-laag spiraalvormig gestructureerd en gepolijst. Hierna wordt er ter bescherming een glas-laag over de platina-laag aangebracht. De grote voordelen van de dunne film sensor is dat het product goedkoop geproduceerd kan worden als massaproduct en de snelle responstijd.
Draadgewonden keramische weerstanden
Een gewikkelde platinadraad wordt door een keramische buis geleid. Voor een betere warmteoverdraging en voor het fixeren van de wikkeling wordt de buis gevuld met aluminiumoxide. Door middel van een glazen plug wordt de keramische buis gesloten en worden de verbindingsdraden gefixeerd. Omdat het aluminiumoxidepoeder en de platinaspiraal niet met elkaar verbonden zijn, kan de draad vrij expanderen wanneer de temperatuur verandert. De draad wordt slechts gering belast en vertoont daarom geen hysterese tussen een stijgende en dalende temperatuur.
Draadgewonden glasweerstanden
Een platinadraad wordt om een glasstaaf gewikkeld en hiermee versmolten. Na afkoeling van de weerstand wordt hier een tweede glazen beschermbuis overheen geschoven en samengesmolten met de glasstaaf. De draad is nu compleet omgeven door glas. Om deze reden zijn deze glasweerstanden bijzonder gevoelig voor trillingen. De combinatie van glasweerstanden met een glazen beschermbuis zorgt ervoor dat deze sensoren gebruikt kunnen worden met agressieve stoffen. Nog een voordeel van deze sensoren is de snelle responstijd.
Meetfouten
Eigenverhitting
Om de weerstand van een PT-100-sensor te meten, moet deze worden doorlopen met een stroom. De meetstroom genereert een vermogensverlies en daarmee dus warmte aan de sensor. De hierdoor ontstane meetfouten met een hogere temperatuurweergave hangen af van verschillende invloeden:
Hoogte van de temperatuur-meetweerstand
Een PT-1000-sensor wordt tienmaal sterker verwarmd dan een PT-100-weerstand.
Derivatie van de gegenereerde warmte
Het meetinstrument dient zo opgesteld worden, dat deze optimaal door het meetmedium omspoeld wordt. Hoe hoger de stromingssnelheid van het te meten medium, des te hoger de warmteafvoer.
Vooral bij kleine volumes statische gassen kunnen hierdoor aanzienlijke meetfouten ontstaan.
Meetstroom
Tegenwoordig is een meetstroom van 1 mA gebruikelijk. Dit zorgt voor een vermogensverlies van 0,0001 Watt. Is de eigenverhittingscoëfficiënt (E) van het meetinstrument bekend, dan kan de optimale meetstroom bij de gewenste max. meetfout berekend worden.
Warmtecapaciteit en warmtegeleiding van het meetinstrument
Bij de opstelling van een PT-100-meetweerstand dient voor een optimale temperatuuroverdraging gezorgd te worden (bijv. met behulp van geleidingspasta, geschikt isolatiemateriaal). Het materiaal van het inbouwonderdeel dient een zo hoog mogelijke warmtegeleidbaarheid te hebben (bijv. metalen).
Kabelfouten
Kabelfouten kunnen ontstaan bij de aansluiting van PT-100-weerstanden op de evaluatie-elektronica met een 2-draads aansluitkabel (2-draadsaansluiting). Hierbij zorgt de weerstand van de aansluitkabel voor een fout bij de meting.
Vooral bij lange aansluitkabels met een kleine kabeldiameter kan dit voor aanzienlijke meetfouten zorgen. Bij moderne evaluatie-units kan de weerstand van de aansluitkabel gecompenseerd worden, echter hierbij wordt geen rekening gehouden met temperatuurschommelingen aan de kabel. De weerstand van de PT-100 en de aansluitkabel worden bij elkaar opgeteld, waardoor er een hogere weergavetemperatuur ontstaat.
Isolatiefouten
Het indringen van vochtigheid in de sensor of het isolatiemateriaal tussen de aansluitkabels leidt tot meetfouten (te lage weergavetemperatuur).
De sensoren zijn normaal gesproken voldoende beschermd tegen vochtigheid. Toch dient u gebruik te maken van absoluut droge isolatiematerialen en dient u te letten op een zorgvuldige afsluiting.
Parasitaire thermovoltages
Bij het verbinden van verschillende metalen treedt een thermospanning op. Zulke metaalverbindingen ontstaan o.a. bij het verlengen van de sensor-aansluitdraden met koperdraden. Normalerwijs hebben de verbindingsplekken dezelfde temperatuur. Echter, wanneer er zich verschillende temperaturen voordoen bij de verbindingsplekken, bijv. door een andere warmteafvoer. kunnen hierdoor ook verschillende thermospanningen ontstaan, welke leiden tot spanningsdaling. Dit wordt door het evaluatie-apparaat geïnterpreteerd als weerstandsverandering, wat zal leiden tot meetfouten.
De hoogte van deze meetfouten is sterk afhankelijk van de evaluatie-unit die gebruikt wordt en de gekozen aansluitmethode (2-, 3- of 4-draads).
Bij storingen door de ommekeer van de meetstroom geldt: hoe hoger het verschil van de gemeten waarden, des te hoger is de desbetreffende thermospanning.
|
