O termistor PT100, também conhecido como termistor de platina, é um sensor de temperatura de alta precisão baseado nas características dependentes da temperatura da resistência do metal platina. Seu valor de resistência nominal a 0 ℃ é 100 Ω, o que está em conformidade com a norma internacional IEC 60751. Tornou-se um dos detectores de temperatura mais comumente usados em áreas de média e baixa temperatura devido à sua alta precisão de medição, desempenho estável, boa linearidade e ampla faixa de medição de temperatura. É amplamente utilizado em muitos campos, como automação industrial, equipamentos médicos, observação meteorológica, aeroespacial e calibração laboratorial.
1. Visão geral do produto
O termistor PT100, também conhecido como termistor de platina, é um sensor de temperatura de alta precisão baseado nas características dependentes da temperatura da resistência do metal platina. Seu valor de resistência nominal a 0 ℃ é 100 Ω, o que está em conformidade com a norma internacional IEC 60751. Tornou-se um dos detectores de temperatura mais comumente usados em áreas de média e baixa temperatura devido à sua alta precisão de medição, desempenho estável, boa linearidade e ampla faixa de medição de temperatura. É amplamente utilizado em muitos campos, como automação industrial, equipamentos médicos, observação meteorológica, aeroespacial e calibração laboratorial.
2. Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento central do termistor PT100 é utilizar a característica do valor da resistência do metal platina que muda com a temperatura. O valor da resistência do fio de platina pura aumenta quase linearmente com o aumento da temperatura, apresentando um coeficiente de temperatura positivo. Quando a temperatura é 0 ℃, seu valor de resistência é precisamente 100,00 Ω; Para cada aumento de 1 ℃ na temperatura, a resistência aumenta aproximadamente 0,385 Ω e, a 100 ℃, o valor da resistência é de aproximadamente 138,5 Ω.
3. Tipo e estrutura do produto
(1) Tipo
De acordo com o valor da resistência nominal a 0 ℃, os termistores de platina são divididos principalmente em três tipos: Pt10, Pt100 e Pt1000, sendo o PT100 o mais utilizado. Além disso, em termos de forma estrutural, os resistores térmicos PT100 podem ser divididos em tipos montados e blindados:
Pré-fabricado: O elemento sensor de temperatura geralmente é feito enrolando um fio de platina em torno de um esqueleto de cerâmica, vidro ou mica e depois montando-o em uma capa protetora de metal. Possui características de estrutura simples e fácil instalação, sendo adequado para cenários gerais de medição de temperatura industrial.
Tipo blindado: A combinação de elementos sensores de temperatura, materiais de isolamento e mangas metálicas é transformada em um todo sólido, que tem as vantagens de boa flexibilidade, forte resistência sísmica e flexibilidade. É adequado para instalação e utilização em espaços complexos e estreitos.
（2） Composição estrutural
O termistor PT100 é composto principalmente de elementos sensores de temperatura, mangas protetoras, caixas de junção e cabos
Elemento sensor de temperatura: É um componente central, geralmente incluindo elementos cerâmicos, elementos de vidro e elementos de mica, que são respectivamente enrolados com fio de platina em torno do esqueleto cerâmico, esqueleto de vidro e esqueleto de mica, e processados por meio de processos complexos. Além disso, existem resistores de platina de filme fino, que usam tecnologia de filme fino de deposição a vácuo para pulverizar platina em substratos cerâmicos com espessura de filme inferior a 2 mícrons. Os cabos de Ni (ou Pd) são fixados com materiais sinterizados de vidro e feitos por ajuste de resistência a laser, o que pode atingir a produção industrial em massa.
Manga protetora: usada para proteger os componentes sensores de temperatura contra corrosão e danos mecânicos pelo meio medido. Os materiais geralmente incluem aço inoxidável 201, 304, 316, 316L, etc., que podem ser selecionados de acordo com diferentes ambientes de uso.
Caixa de junção: utilizada para conectar os cabos de resistores térmicos e circuitos de medição externos, com boa vedação para evitar a entrada de poeira, umidade, etc., garantindo precisão e estabilidade de medição.
Fio condutor: responsável por transmitir o sinal de resistência do elemento sensor de temperatura para equipamentos de medição externos, com três métodos de fiação: dois fios, três fios e quatro fios
4. Método de fiação
（1） Sistema de duas linhas
Conectar um fio em cada extremidade do termistor para extrair o sinal de resistência é um método de ligação simples e viável. No entanto, a resistência do fio de conexão pode ter um impacto significativo nos resultados da medição, tornando-o adequado apenas para situações com baixos requisitos de precisão de medição.
（2） Sistema de três fios
Conecte um fio na raiz do termistor e dois fios na outra extremidade, geralmente usados em conjunto com uma ponte elétrica. Ao usar o princípio da ponte de Wheatstone, a influência da resistência do chumbo pode ser efetivamente eliminada, tornando-o o método de chumbo mais comumente usado no controle de processos industriais. Possui vantagens significativas em termos de custo-benefício e o erro pode ser controlado dentro de ± 0,5 ℃ (a 100 ℃).
（3） Sistema de quatro fios
Conecte dois fios em cada extremidade da raiz do termistor, com dois condutores fornecendo corrente constante ao termistor, convertendo o valor da resistência em um sinal de tensão e, em seguida, direcionando o sinal de tensão para o instrumento secundário através dos outros dois condutores. Este método de fiação pode eliminar completamente a influência da resistência do condutor e possui uma precisão de medição extremamente alta. No entanto, a fiação é complexa e cara, tornando-a adequada principalmente para cenários como laboratórios que exigem precisão de medição extremamente alta.
5. Recursos do produto
（1） Alta precisão
A precisão de medição da resistência térmica PT100 é muito alta, com modelos padrão divididos em Classe A e Classe B. A Classe A permite um desvio de ± (0,15+0,002 │ t │) ℃, enquanto a Classe B permite um desvio de ± (0,30+0,005 │ t │) ℃. Alguns produtos de alta precisão podem atingir uma precisão de ± 0,1 ℃ ou até mais.
（2） Boa estabilidade
O metal platina tem boa estabilidade física e inércia química, resistência à oxidação e corrosão, desempenho estável a longo prazo, desvio anual mínimo e pode garantir a repetibilidade e confiabilidade dos resultados de medição.
（3） Ampla faixa de medição de temperatura
Sua faixa de medição cobre -200 ℃ a 850 ℃ e pode ser estendida para -270 ℃ a 1064 ℃ em ambientes extremos, adequada para vários cenários de medição de média e baixa temperatura e alguns cenários de medição de alta temperatura.
（4） Tempo de resposta curto
Geralmente, o tempo de resposta é inferior a 30 segundos e pode detectar rapidamente mudanças de temperatura e fornecer feedback oportuno sobre os dados de medição.
（5） Forte capacidade anti-interferência
Em comparação com outros sensores de temperatura, como termopares, os resistores térmicos PT100 são menos suscetíveis a interferências eletromagnéticas e são particularmente adequados para uso em ambientes eletromagnéticos industriais complexos.
6. Cenários de aplicação do produto
（1） Campo de produção industrial
Indústria metalúrgica: utilizada para monitorar a temperatura interna de equipamentos como altos-fornos, conversores e fornos elétricos, bem como controle de temperatura durante os processos de tratamento térmico do aço, para garantir a estabilidade dos processos produtivos e a qualidade do produto.
Indústria petroquímica: Monitoramento em tempo real da temperatura média em equipamentos como vasos de reação, torres de destilação e sistemas de dutos em refinarias e fábricas de produtos químicos para evitar riscos como perda de controle de reação química, solidificação média ou vazamento causado por temperatura anormal.
Indústria de energia: Usado para monitoramento de temperatura de enrolamentos de transformadores, núcleos de ferro, barras de barramento, bem como componentes-chave, como disjuntores e contatores em gabinetes de distribuição de subestações, para alertar oportunamente sobre riscos de superaquecimento e evitar acidentes como curtos-circuitos e incêndios. No campo da nova geração de energia, como conjuntos de módulos fotovoltaicos e sistemas de resfriamento de inversores em usinas fotovoltaicas, compartimentos de geradores, caixas de engrenagens, rolamentos e outras partes da geração de energia eólica, o monitoramento de temperatura é usado para otimizar os parâmetros operacionais dos equipamentos, melhorar a eficiência da geração de energia e prolongar a vida útil dos equipamentos.
Indústria de fabricação mecânica: O monitoramento da temperatura é realizado em várias peças, como fuso, molde e sistema hidráulico de máquinas-ferramentas CNC, máquinas de fundição sob pressão e máquinas de moldagem por injeção para determinar o status operacional do equipamento e evitar falhas mecânicas e degradação da precisão causada por superaquecimento.
（2） Indústria médica
Em equipamentos médicos, como contêineres refrigerados para transporte de vacinas, sondas de monitoramento de temperatura em enfermarias de UTI, equipamentos de esterilização médica, etc., o termistor PT100 pode fornecer medição de temperatura de alta precisão, garantindo a segurança e eficácia dos processos médicos. Por exemplo, durante o transporte da vacina, o monitoramento em tempo real da temperatura dentro do refrigerador garante que a vacina permaneça dentro da faixa de temperatura especificada e mantenha sua atividade.
（3） Indústria Agrícola e Logística da Cadeia de Frio
Agricultura Inteligente: Em grandes estufas e galpões de criação, o controle automático de temperatura e a ventilação são alcançados através do monitoramento de temperatura multiponto, combinado com plataformas IoT, para garantir o crescimento estável das culturas e um ambiente de criação de gado.
Logística da cadeia de frio: usada para monitoramento de temperatura multiponto em diferentes áreas de prateleiras de grandes compartimentos de armazenamento refrigerado e caminhões refrigerados para garantir que a temperatura de armazenamento e transporte de alimentos frescos e materiais farmacêuticos da cadeia de frio atendam aos padrões e evitem deterioração.
（4） Campos de Pesquisa e Laboratório
Em experimentos de pesquisa científica, a resistência térmica PT100 é comumente usada em experimentos de temperatura ultrabaixa, testes de desempenho de materiais e outros cenários para fornecer dados precisos de temperatura para experimentos. O equipamento de calibração no laboratório geralmente usa o termistor PT100 como sensor de temperatura padrão para calibrar outros instrumentos de medição de temperatura.
