Rezystancyjna metoda pomiaru bazuje na zjawisku zmiany oporności przewodnika elektrycznego zależności od temperatury. Przewodniki elektryczne, stanowiące podstawę konstrukcyjną współczesnej aparatury pomiarowej, to najczęściej metale. W metalach, za przewodzenie prądu elektrycznego odpowiadają elektrony, które transportują ładunki ujemne w kierunku bieguna dodatniego. Wraz ze wzrostem temperatury, atomy sieci krystalicznej metalu zaczynają coraz mocniej drgać zakłócając tym samym proces przewodzenia prądu, powodując jednocześnie wzrost oporności tj. rezystancji danego elementu przewodzącego. Współczesne rezystory termometryczne posiadają charakterystykę liniowego wzrostu wartości rezystancji wraz ze wzrostem temperatury. Przewodnik, którego cechą jest rosnąca wartość rezystancji posiada dodatni współczynnik temperaturowy. Rezystor, którego oporność maleje wraz ze wzrostem temperatury, posiada ujemny współczynnik temperaturowy. Idealny rezystor termometryczny charakteryzuje się możliwie największą zmianą oporności przy jak najmniejszych zmianach charakterystycznych własności metalu np. rozszerzalność cieplna.

Platynowy rezystor termometryczny

Powszechnie stosowanym materiałem konstrukcyjnym współczesnych rezystancyjnych czujników temperatury RTD (od ang.: Resistance Temperature Device) jest platyna (Pt, łac. platinum). Własności platynowych rezystorów termometrycznych zostały szczegółowo opisane w europejskiej normie DIN EN 60 751, która wyróżnia takie zalety jak szeroki zakres pomiarowy, liniowość charakterystyki pomiarowej, trwałość, odporność chemiczna i dokładność. Norma określa również wyjątkowo szeroki zakres temperatur, sięgający od – 200 do +850 °C. Szereg zalet czujników temperatury wykonanych z platyny sprawia, że ten rodzaj czujników jest z powodzeniem stosowany w szerokim zakresie zastosowań i aplikacji.

Rezystory termometryczne Pt100, Pt500 i Pt1000

Rezystory termometryczne charakteryzują się zmianą rezystancji w zależności od temperatury. Im większa zmiana rezystancji przypadająca na jednostkę temperatury tym dokładniejsza praca takiego czujnika. Czujnik Pt100 to czujnik, którego rezystancja nominalna w temperaturze 0°C wynosi 100Ω. Większą rozdzielczością rezystancji w zależności od temperatury wyróżniają się czujniki Pt500 i Pt1000, których rezystancja w 0°C wynosi odpowiednio 500Ω i 1000Ω. Czujnik Pt1000 charakteryzuję się największą wrażliwością ponieważ zmiana oporności przypadająca na 1K wynosi aż 4Ω. W przypadku czujnika Pt500 jest to ok. 2 Ω, natomiast dla Pt100 jest to ok. 0,4 Ω. Rodzaj zastosowanego sensora zależy od danej aplikacji i procesów, które wymagają mniej lub bardziej dokładnej diagnostyki i regulacji. W momencie gdy dany proces wymaga zachowania precyzyjnych wartości temperatury wówczas uzasadnione jest zastosowanie czujnika o wyższej czułości.

Czujniki rezystancyjne JUMO

Rezystor termometryczny stanowi element wrażliwy na zmieniającą się temperaturę i jest mimo, że najważniejszym to najmniejszy elementem właściwego czujnika temperatury, na który obok rezystora składają się standardowo przewody łączeniowe, głowica przyłączeniowa oraz osłona. Różnorodność wersji konstrukcyjnych czujników wpływa na powodzenie ich stosowania w niemal wszystkich branżach przemysłu. JUMO wyróżnia warianty czujników takie jak: wtykane, wkręcane na gwint lub kołnierzowe. Rodzaj materiału, z którego wykonana jest rurka ochronna, głowica przyłączeniowa i przyłącze procesowe jednoznacznie określa rodzaj i obszar zastosowania danego czujnika.

Rodzaje podłączeń

Na pomiar temperatury i jego dokładny wynik znaczny wpływ ma długość kabla od czujnika do jednostki analizującej. Długi przewód łączeniowy wiąże się z długą drogą przesyłu sygnału pomiarowego i spadek jego wartości w związku z rezystancją przewodu. Aby tego uniknąć stosuje się różne metody podłączenia, w których dołączane są dodatkowe przewody kompensacyjne Są to podłączenia dwu, trzy i czteroprzewodowe połączenia. Połączenie dwuprzewodowe stosuje się w przypadku krótkich odcinków kabla podłączeniowego, gdy zakładana jest stała wartość rezystancji przewodów lub gdy temperatura otoczenia zmienia się w niewielkim stopniu. W przypadku podłączeń 3- i 4- przewodowych, dodatkowo podłączone przewody kompensują negatywny wpływ rezystancji przewodów.