Příběh vzniku odporového teploměru / Pt100

Ve stejném roce (1821), kdy Thomas Seebeck učinil svůj objev o termoelektrice (Seebeckův jev, viz termočlánky), Sir Humphrey Davy oznámil, že měrný odpor kovů vykazuje výraznou teplotní závislost. O padesát let později Sir William Siemens nabídl využití platiny jako snímacího prvku v odporovém teploměru. Jeho volba se ukázala jako nejprozíravější, protože platina se používá dodnes jako primární snímací prvek ve všech vysoce přesných odporových teploměrech, jako jsou Pt100, Pt1000 atd.

Platinový odporový teplotní snímač neboli odporový teploměr Pt100 se dnes ve skutečnosti používá jako interpolační standard z bodu varu kyslíku (-182,96°C) do bodu tání antimonu (630,74°C).

Platina je pro tento účel obzvláště vhodná, protože odolává vysokým teplotám při zachování vynikající stability. Jako ušlechtilý kov vykazuje omezenou náchylnost ke kontaminaci.

První konstrukce

Klasickou konstrukci odporového teplotního snímače (Pt100) využívající platinu navrhl C.H. Meyers v roce 1932. Navinul spirálovou cívku z platiny na slídovou kostru a namontoval sestavu do skleněné trubice. Tato konstrukce minimalizovala namáhání drátu a zároveň maximalizovala odolnost.

Přestože Meyersova konstrukce vytváří velmi stabilní prvek, tepelný kontakt mezi platinou a měřeným bodem je dosti špatný. To má za následek pomalou dobu odezvy na změnu teploty. Křehkost konstrukce, přezdívané také jako "ptačí klec", omezuje její dnešní použití. Vhodná je pouze jako laboratorní standard.

Změny odporu způsobené mechanickou deformací v průběhu času a změn teploty jsou minimalizovány a řešení se stává konečným laboratorním standardem. Kvůli konstrukci náchylné k vibracím je tato konfigurace pro průmyslové prostředí stále příliš křehká.

Vylepšení konstrukce

Odolnější konstrukční technikou je bifilární navinutí na skleněné nebo keramické cívce. Bifilární vinutí zmenšuje účinnou plochu cívky, aby se minimalizoval magnetický vliv a s ním související šum. Jakmile je drát navinut na cívku, je poté celá sestava utěsněna povlakem roztaveného skla. Proces utěsnění zajišťuje, že si odporový teploměr zachová svou integritu i při extrémních vibracích, a také omezuje expanzi platinového prvku při vysokých teplotách. Pokud se koeficienty roztažnosti platiny a cívky dokonale neshodují, bude drát při změně teploty namáhán, což má za následek změnu odporu vyvolanou pnutím. To může mít za následek trvalou změnu elektrického odporu drátu.

Existují různé verze platinových odporových teploměrů, které nabízejí kompromis mezi přístupem z "ptačí klece" a uzavřenou šroubovicí. Jeden takový přístup používá platinovou šroubovici provlečenou keramickým válcem a připevněnou pomocí skleněné frity. Tato zařízení si udrží vynikající stabilitu ve vibračních aplikacích střední intenzity.

► UKÁZAT ODPOROVÉ TEPLOMĚRY (Pt100)