Cảm biến nhiệt độ PT100 là cảm biến nhiệt độ dạng điện trở (RTD). Khi nhiệt độ thay đổi, giá trị điện trở của cảm biến sẽ thay đổi theo.
Điện trở này là một dây kim loại có bọc các đoạn sứ bao quanh toàn bộ dây kim loại.Phần bao bọc này lại đƣợc đặt trong một ống bảo vệ (thermowell) thƣờng có dạng hình tròn, chỉ đƣa 2 đầu dây kim loại ra để kết
35
nối với thiết bị chuyển đổi. Phần ống bảo vệ sẽ đƣợc đặt ở nơi cần đo nhiệt độ,thông thƣờng can nhiệt Pt100 chỉ đo đƣợc nhiệt độ tối đa là 600 0
C. Cấu tạo nhƣ hình sau:
C
Hình
3.2. Cấu tạo PT100
Nhƣ vậy nếu cấp cho PT100 một giá trị dòng điện không đổi thì giá trị điện áp trên cảm biến sẽ đƣợc tính theo định luật Om:
UT = RT . Ic (3.1) UT : Là giá trị điện áp trên hai đầu cảm biến
RT : Điện trở của cảm biến tại T0C.
Mặt khác dựa vào nguyên lý của sự thay đổi điện trở, ngƣời ta chứng minh đƣợc rằng điện trở RTD thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ theo phƣơng trình sau[8]: 2 0(1 ) T R R T T (3.2) Trong đó:
RT : Là điện trở của RTD ở nhiệt độ T (Ω). R0 : Là điện trở của của RTD tại 00C (Ω).
36
Nếu nhiệt độ trong khoảng ngắn nhất định, công thức trên có thể đƣợc đơn giản thành:
RT R0(1 T) (3.3)
Đối với PT 100 ta có R0 = 100(Ω).
(3.4)
Giá trị hằng số thƣờng lấy bằng 0.00385 và đƣợc coi là không đổi trong thang nhiệt độ 0-100 độ. Thay vào (3.4) ta có:
.
Thay RT vào (3.1) : UT = 100I c(1+0,00385T) Từ đó tính đƣợc
(3.5) Nếu giữ cho Ic=const, thì Upt100 Rpt100.