KWALIFIKACJA ELM4 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 8.
Dla trzech czujników Pt100, Pt1000 i Ni100 wykonano sprawdzające pomiary rezystancji w różnych temperaturach. Stan techniczny których czujników wyklucza możliwość użycia w układzie regulacji temperatury?
Ilustracja przedstawia tabelę z wynikami pomiarów rezystancji dla trzech typów czujników: Pt100, Pt1000 i Ni100, w różnych
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Pt100 ma wartości zgodne z typową charakterystyką (ok. 100 Ω w 0°C i wzrost rezystancji wraz z temperaturą). Pt1000 ma zaniżoną rezystancję w 0°C (981 Ω zamiast 1000 Ω) i niespójne wskazania w pozostałych punktach, a Ni100 ma zawyżoną rezystancję w 0°C (114,21 Ω zamiast 100 Ω). Takie odchylenia dyskwalifikują je w regulacji.

Pełne wyjaśnienie:

Czujniki Pt100, Pt1000 i Ni100 to czujniki rezystancyjne (RTD), w których rezystancja rośnie wraz z temperaturą. Kluczowe jest, że oznaczenie mówi o rezystancji nominalnej w 0°C: Pt100 ma 100 Ω, Pt1000 ma 1000 Ω, a Ni100 ma 100 Ω. Dodatkowo platyna (Pt) i nikiel (Ni) mają inną czułość (inny współczynnik temperaturowy), więc ich wartości przy tych samych temperaturach nie mogą się "przypadkowo" pokrywać.

W tabeli pomiarowej Pt100 ma około 92,13 Ω przy −20°C, 100,00 Ω przy 0°C oraz 123,24 Ω przy 60°C. To jest spójne z typową charakterystyką platynową: w 0°C powinno być 100 Ω, a dla temperatur dodatnich rezystancja rośnie do okolic 123 Ω przy 60°C. Taki czujnik można uznać za technicznie zdatny do pracy w układzie regulacji.

Pt1000 powinien mieć 1000 Ω w 0°C oraz około 923 Ω przy −20°C i około 1231 Ω przy 60°C (ta sama krzywa co Pt100, tylko przeskalowana). W wynikach pomiaru występuje 981 Ω w 0°C, co oznacza istotne zaniżenie punktu nominalnego. Dodatkowo pozostałe wartości są niespójne z oczekiwanym przebiegiem, co wskazuje na wadę czujnika lub błędną identyfikację/kalibrację. Taki błąd wprowadzałby błąd systematyczny do toru pomiarowego i pogarszał działanie regulatora.

Ni100 powinien mieć 100 Ω w 0°C, a jego charakterystyka różni się od platynowej (większa czułość). W tabeli jest 114,21 Ω w 0°C, czyli wartość wyraźnie zawyżona jak na punkt odniesienia. To oznacza, że czujnik nie spełnia nominalnych parametrów i nie powinien być używany w regulacji temperatury, bo regulator będzie pracował na błędnej informacji o procesie.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • Wskazanie, że wszystkie trzy czujniki są niezdatne, jest nieuzasadnione, bo Pt100 ma przebieg zgodny z typową charakterystyką.
  • Zestawy zawierające Pt100 jako niezdatny wynikają zwykle z mylenia kryterium "zgodność z nominalną rezystancją w 0°C" albo z ignorowania faktu, że Pt100 może mieścić się w tolerancji, nawet jeśli wartości nie są idealnie tablicowe w każdym punkcie.

W praktyce automatyki przemysłowej takie sprawdzenie wykonuje się, porównując pomiary z punktów referencyjnych z wartościami tablicowymi/normowymi. Czujnik z istotną odchyłką należy wymienić, bo błędny pomiar temperatury przekłada się na jakość regulacji i bezpieczeństwo procesu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pt100 to czujnik rezystancyjny RTD wykonany z platyny, którego rezystancja nominalna wynosi 100 Ω w 0°C. Wraz ze wzrostem temperatury rezystancja rośnie w przewidywalny sposób, dzięki czemu można dokładnie mierzyć i regulować temperaturę w automatyce.
Pt1000 to platynowy RTD o rezystancji nominalnej 1000 Ω w 0°C. Różni się od Pt100 głównie "skalą" rezystancji, a przebieg zależności R(T) jest tego samego typu. Wyższa rezystancja bywa korzystna, bo zmniejsza względny wpływ rezystancji przewodów.
Ni100 to czujnik RTD wykonany z niklu o rezystancji nominalnej 100 Ω w 0°C, ale z inną charakterystyką R(T) niż platyna. To znaczy, że dla tej samej temperatury Ni100 ma inne wartości rezystancji niż Pt100, więc nie można ich zamieniać bez zmiany nastaw wejścia pomiarowego.
Sprawdzenie polega na pomiarze rezystancji w znanych temperaturach (np. 0°C w mieszaninie lód–woda oraz inne punkty w łaźni termostatycznej) i porównaniu z wartościami nominalnymi. Jeśli odchyłki są duże lub przebieg jest niespójny, czujnik nie nadaje się do regulacji.
Punkt 0°C jest punktem odniesienia dla oznaczenia (np. 100 Ω dla Pt100, 1000 Ω dla Pt1000). Jeśli czujnik ma inną rezystancję w 0°C, to cały pomiar jest przesunięty, co w układzie regulacji daje błąd systematyczny: regulator "widzi" inną temperaturę niż rzeczywista.
Tak, jeśli odchyłka jest istotna względem wymagań i tolerancji. Pt1000 powinien mieć 1000 Ω w 0°C, a zauważalne zaniżenie oznacza rozkalibrowanie lub wadę elementu. W praktyce automatyki prowadzi to do błędnego wskazania temperatury i gorszej pracy regulatora.
Materiał czujnika determinuje współczynnik temperaturowy, czyli to, jak szybko rezystancja rośnie z temperaturą. Nikiel ma inną czułość niż platyna, dlatego wartości rezystancji dla −20°C, 0°C i 60°C będą inne. Układ pomiarowy musi być skonfigurowany pod właściwy typ RTD.
Najczęstsze błędy to: mylenie typu czujnika (Pt vs Ni), ocenianie tylko jednego punktu zamiast spójności całej charakterystyki, oraz pomijanie wpływu rezystancji przewodów (zwłaszcza przy pomiarze 2-przewodowym). W efekcie wybiera się czujnik, który daje stały błąd w regulacji.
Tak. W połączeniu 2-przewodowym rezystancja przewodów dodaje się do rezystancji czujnika, zawyżając odczyt. Dlatego w automatyce często stosuje się układ 3- lub 4-przewodowy albo odpowiednią kompensację. Dla Pt1000 wpływ przewodów bywa relatywnie mniejszy niż dla Pt100.
Najpierw ustal wartości nominalne w 0°C dla każdego typu (Pt100=100 Ω, Pt1000=1000 Ω, Ni100=100 Ω). Potem sprawdź, czy rezystancja rośnie z temperaturą i czy wartości są logiczne dla danego materiału. Duże odchyłki lub niespójny przebieg oznaczają czujnik niezdatny do regulacji.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 66% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Pt100 ma wartości zgodne z typową charakterystyką (ok. 100 Ω w 0°C i wzrost rezystancji wraz z temperaturą)."

Źródła:

  • IEC 60751: Industrial platinum resistance thermometers and platinum temperature sensors (norma opisująca charakterystykę Pt100/Pt1000).
  • DIN 43760: Nickel temperature sensors (norma opisująca charakterystykę Ni100).

Materiały:

  • IEC 60751 – opis i tabele charakterystyki czujników platynowych
  • DIN 43760 – opis charakterystyki czujników niklowych
  • Dokumentacje producentów przetworników temperatury/sterowników (konfiguracja wejść RTD)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego