PT100 คืออะไร ต่างจาก Thermocouple อย่างไร เลือกวัดอุณหภูมิให้ถูกงาน

PT100 คืออะไร ต่างจาก Thermocouple อย่างไร เลือกวัดอุณหภูมิให้ถูกงาน
เปรียบเทียบเซนเซอร์อุณหภูมิอุตสาหกรรมสองแบบที่ใช้มากที่สุด ทั้งช่วงวัด ความแม่นยำ ความทนทาน และวิธีต่อสายที่ถูกต้อง
PT100 คือ เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบ RTD ที่ใช้ขดลวดหรือฟิล์มแพลทินัม มีความต้านทาน 100 โอห์มที่ 0°C และความต้านทานเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ให้ความแม่นยำและความเสถียรสูง เหมาะกับงานไม่เกินประมาณ 500°C ส่วน Thermocouple ใช้โลหะสองชนิดสร้างแรงดันไฟฟ้าตามอุณหภูมิ วัดได้สูงกว่ามาก ทนทาน และตอบสนองเร็ว แต่แม่นยำน้อยกว่า
วัดอุณหภูมิสูงกว่า 500°C ต้องใช้ Thermocouple โดยทั่วไปใช้ Type K ได้ถึงประมาณ 1,200°C และใช้ Type R, S หรือ B สำหรับเตาที่ร้อนกว่านั้น
01
PT100 คืออะไร ทำงานอย่างไร?
PT100 เป็นเซนเซอร์ประเภท RTD (Resistance Temperature Detector) "PT" มาจากสัญลักษณ์ธาตุแพลทินัม ส่วน "100" คือความต้านทาน 100 โอห์มที่ 0°C เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นประมาณ 0.385 โอห์มต่อ 1°C ตามมาตรฐาน IEC 60751 อุปกรณ์วัดจะจ่ายกระแสเล็กๆ ผ่านเซนเซอร์แล้วอ่านความต้านทาน ก่อนแปลงเป็นค่าอุณหภูมิ
| อุณหภูมิ | ความต้านทาน PT100 โดยประมาณ |
| 0°C | 100.00 Ω |
| 50°C | 119.40 Ω |
| 100°C | 138.51 Ω |
| 200°C | 175.86 Ω |
นอกจาก PT100 ยังมี PT1000 ที่มีความต้านทาน 1,000 โอห์มที่ 0°C ซึ่งได้รับผลจากความต้านทานสายไฟน้อยกว่า จึงนิยมในงานที่เดินสายยาวหรือใช้กับอุปกรณ์ขนาดเล็ก
02
Thermocouple คืออะไร ทำงานอย่างไร?
Thermocouple ประกอบด้วยลวดโลหะต่างชนิดสองเส้นเชื่อมปลายเข้าด้วยกัน เมื่อปลายจุดวัด (Hot Junction) กับปลายจุดต่อเข้าเครื่องมือ (Cold Junction) มีอุณหภูมิต่างกัน จะเกิดแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กระดับมิลลิโวลต์ตาม ปรากฏการณ์ Seebeck เครื่องมือวัดจึงต้องวัดอุณหภูมิที่จุดต่อสายด้วย เรียกว่า การชดเชยจุดอ้างอิง (Cold Junction Compensation) เพื่อคำนวณอุณหภูมิจริงที่ปลายวัด
Thermocouple ชนิดที่ใช้บ่อย
| Type | ช่วงใช้งานโดยประมาณ | งานที่นิยม |
| K | -200 ถึง 1,200°C | ใช้มากที่สุด เตาอบ เตาหลอม หม้อไอน้ำ งานทั่วไป |
| J | 0 ถึง 750°C | เครื่องฉีดพลาสติก เครื่องจักรรุ่นเก่า |
| T | -200 ถึง 350°C | งานอุณหภูมิต่ำ ห้องเย็น งานอาหาร |
| N | -200 ถึง 1,300°C | ทดแทน Type K เมื่อต้องการความเสถียรระยะยาวที่อุณหภูมิสูง |
| R, S | 0 ถึงประมาณ 1,600°C | เตาเผาเซรามิก เตาหลอมแก้วและโลหะ |
| B | ประมาณ 600 ถึง 1,700°C | เตาอุณหภูมิสูงมาก งานหลอมพิเศษ |
ช่วงอุณหภูมิใช้งานจริงขึ้นกับขนาดลวด ปลอกหุ้ม และสภาพบรรยากาศ ควรตรวจสเปกจากผู้ผลิตเสมอ
03
PT100 กับ Thermocouple ต่างกันอย่างไร?
| หัวข้อ | PT100 (RTD) | Thermocouple |
| หลักการ | ความต้านทานเปลี่ยนตามอุณหภูมิ | โลหะสองชนิดสร้างแรงดันไฟฟ้า |
| ช่วงวัดทั่วไป | -200 ถึงประมาณ 500°C (บางรุ่นสูงกว่านี้) | -200 ถึงเกือบ 1,800°C ตามชนิด |
| ความแม่นยำ | สูง เช่น Class A ประมาณ ±0.15°C ที่ 0°C | ปานกลาง เช่น Type K Class 2 ประมาณ ±2.5°C หรือ 0.75% |
| ความเสถียรระยะยาว | ดีมาก ค่าเพี้ยนน้อย | ค่าเพี้ยนได้เมื่อใช้งานที่อุณหภูมิสูงนาน |
| ความเร็วตอบสนอง | ช้ากว่า | เร็ว โดยเฉพาะปลายวัดขนาดเล็ก |
| ทนแรงสั่นสะเทือน | ปานกลาง แบบฟิล์มบางทนกว่าแบบขดลวด | ดี |
| สายต่อ | สายทองแดงทั่วไป แบบ 3 หรือ 4 สาย | ต้องใช้สายชดเชยชนิดเดียวกับเทอร์โมคัปเปิล |
| ราคา | สูงกว่า | ประหยัดกว่า (ยกเว้น Type R, S, B ที่ใช้โลหะมีค่า) |
04
เลือกใช้แบบไหนให้ถูกงาน?
เลือก PT100 เมื่อ
- อุณหภูมิไม่เกินประมาณ 500°C
- ต้องการความแม่นยำสูงและค่าคงที่ระยะยาว
- งานอาหาร ยา ห้องเย็น ระบบปรับอากาศ ชิลเลอร์ น้ำหล่อเย็น
- งานที่ต้องตรวจสอบย้อนกลับและสอบเทียบเป็นประจำ
เลือก Thermocouple เมื่อ
- อุณหภูมิสูงกว่า 500°C
- ต้องการตอบสนองเร็ว หรือวัดจุดเล็ก ๆ
- มีแรงสั่นสะเทือนมาก หรือสภาพแวดล้อมสมบุกสมบัน
- เตาอบ เตาหลอม หม้อไอน้ำ ปล่องไอเสีย เครื่องฉีดพลาสติก
วัดอุณหภูมิสูงกว่า 500°C ต้องใช้อะไร?
ใช้ Thermocouple เป็นหลัก ช่วง 5001,200°C นิยม Type K หรือ Type N หากต้องการความเสถียรระยะยาว ส่วนเตาที่ร้อนเกิน 1,200°C ใช้ Type R, S หรือ B ร่วมกับปลอกป้องกันเซรามิก และหากวัดวัตถุที่เคลื่อนที่หรือแตะไม่ได้ อาจพิจารณาเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดแทน
05
การต่อสาย PT100 แบบ 2, 3 และ 4 สาย
เพราะ PT100 วัดค่าความต้านทาน ความต้านทานของสายไฟก็จะถูกนับรวมเข้าไปด้วย วิธีต่อสายจึงส่งผลต่อความแม่นยำโดยตรง
| แบบ | คุณสมบัติ | เหมาะกับ |
| 2 สาย | ความต้านทานสายรวมเข้าในค่าที่วัด ค่าอ่านสูงกว่าจริง | สายสั้นมาก หรือใช้ร่วมกับทรานสมิตเตอร์ที่หัวเซนเซอร์ |
| 3 สาย | ชดเชยความต้านทานสายได้ เมื่อสายทั้งสามเส้นเหมือนกัน | มาตรฐานของงานอุตสาหกรรม |
| 4 สาย | ตัดผลของสายออกเกือบทั้งหมด แม่นยำที่สุด | ห้องปฏิบัติการ งานสอบเทียบ |
ตัวอย่างความคลาดเคลื่อนของแบบ 2 สาย
สายทองแดงขนาด 0.5 ตร.มม. ยาว 10 เมตร มีความต้านทานประมาณ 0.34 โอห์มต่อเส้น ไป-กลับรวมราว 0.69 โอห์ม คิดเป็นค่าอุณหภูมิที่อ่านสูงเกินจริง ประมาณ 1.8°C ซึ่งมากกว่าความแม่นยำของตัว PT100 เองหลายเท่า
06
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยหน้างาน
- ใช้สายทองแดงต่อ Thermocouple ทำให้เกิดจุดต่อโลหะใหม่และค่าเพี้ยน ต้องใช้สายชดเชย (Compensating / Extension Cable) ชนิดตรงกับ Type
- ต่อขั้ว Thermocouple สลับ ค่าที่อ่านได้จะเปลี่ยนกลับทิศเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน ตรวจขั้วบวกลบตามสีสายของมาตรฐานที่ใช้
- ตั้งค่า Type ในตัวอ่านไม่ตรงกับเซนเซอร์ เช่น ต่อ Type J แต่ตั้งเป็น K ค่าจะผิดทั้งช่วง
- หัววัดจุ่มไม่ลึกพอ ความร้อนรั่วผ่านปลอกออกสู่ภายนอก ควรจุ่มลึกพอตามคำแนะนำผู้ผลิต และใช้ Thermowell ในท่อที่มีแรงดันหรือการไหลแรง
- เดินสายสัญญาณ mV ยาวใกล้สายกำลัง สัญญาณ Thermocouple เล็กมากจึงรับสัญญาณรบกวนง่าย ควรแปลงเป็น 420mA หรือ RS485 ใกล้จุดวัด
07
แปลงสัญญาณและเชื่อมต่อระบบ IoT
ในงานอุตสาหกรรม นิยมติด ทรานสมิตเตอร์อุณหภูมิ (Temperature Transmitter) ไว้ที่หัวเซนเซอร์หรือในตู้ใกล้จุดวัด เพื่อแปลงค่าความต้านทานหรือแรงดัน mV เป็นสัญญาณ 420mA หรือ RS485 Modbus-RTU ที่ทนสัญญาณรบกวนและเดินสายได้ไกล
FlowPLC และ IoT Edge Gateway ของ E-POWER อ่านค่าอุณหภูมิจากทรานสมิตเตอร์ได้โดยตรง นำไปควบคุมฮีตเตอร์ พัดลม หรือวาล์วด้วยลอจิก Node-RED บันทึกกราฟย้อนหลัง และแจ้งเตือนผ่าน LINE หรือ Telegram เมื่ออุณหภูมิเกินกำหนด เหมาะกับงานเตาอบ ห้องเย็น ชิลเลอร์ และกระบวนการผลิตในโรงงาน
คำถามที่พบบ่อย
PT100 คืออะไร?
เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบ RTD ที่ใช้แพลทินัม มีความต้านทาน 100 โอห์มที่ 0°C และเพิ่มขึ้นประมาณ 0.385 โอห์มต่อ 1°C ให้ความแม่นยำสูง
วัดอุณหภูมิสูงกว่า 500°C ต้องใช้อะไร?
ใช้ Thermocouple โดย Type K หรือ N สำหรับไม่เกินประมาณ 1,2001,300°C และ Type R, S หรือ B สำหรับอุณหภูมิที่สูงกว่านั้น
PT100 กับ PT1000 ต่างกันอย่างไร?
PT1000 มีความต้านทาน 1,000 โอห์มที่ 0°C ได้รับผลจากความต้านทานสายน้อยกว่า PT100 จึงเหมาะกับการเดินสายยาวหรือการต่อแบบ 2 สาย
ต่อสาย Thermocouple ด้วยสายไฟธรรมดาได้ไหม?
ไม่ควร ต้องใช้สายชดเชยชนิดเดียวกับ Type ของเทอร์โมคัปเปิล มิฉะนั้นจะเกิดจุดต่อโลหะใหม่และค่าที่อ่านได้คลาดเคลื่อน
PT100 ควรต่อแบบกี่สาย?
งานอุตสาหกรรมทั่วไปใช้แบบ 3 สาย งานที่ต้องการความแม่นยำสูงสุดใช้แบบ 4 สาย ส่วนแบบ 2 สายใช้เมื่อสายสั้นมากหรือมีทรานสมิตเตอร์ติดที่หัวเซนเซอร์
ไม่แน่ใจว่างานของคุณควรใช้เซนเซอร์อุณหภูมิแบบไหน?
ทีมวิศวกร E-POWER พร้อมช่วยเลือก PT100 หรือ Thermocouple ให้เหมาะกับช่วงอุณหภูมิและหน้างาน พร้อมออกแบบการแปลงสัญญาณและเชื่อมต่อระบบ Monitoring
ปรึกษาทาง LINE @epower info@epower.co.thโทร 081-559-5145 · YouTube: Epower Service · TikTok: epowerservice_


