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Pt100 2선·3선·4선식 차이와 열전대 종류 고르기

Pt100 은 선 저항이 그대로 온도 오차가 됩니다 — 왕복 1 Ω 이면 약 2.6 °C. 2·3·4선식 차이와 허용차 등급, 열전대 K·J·T·E·N·R·S·B 의 범위와 냉접점 보정까지.

공정 온도를 재는 센서는 크게 측온저항체(RTD, 대표가 Pt100)와 열전대 두 가지입니다. 측온저항체는 온도에 따라 바뀌는 백금 저항을 재고, 열전대는 서로 다른 두 금속의 접점에서 생기는 열기전력(mV)을 잽니다. 아래 저항·전압 값은 IEC 60751 의 식과 NIST ITS-90 열전대 표(SRD 60)로 계산했습니다.

Pt100: 0 °C 에서 100 Ω

온도Pt100 저항
−200 °C18.52 Ω
−100 °C60.26 Ω
0 °C100.00 Ω
100 °C138.51 Ω
200 °C175.86 Ω
400 °C247.09 Ω
850 °C390.48 Ω

0 °C 근처에서 1 °C 에 약 0.39 Ω 바뀝니다(IEC 60751, α = 0.00385). 그래서 0.39 Ω 의 저항 오차가 곧 약 1 °C 의 온도 오차입니다. Pt1000 은 같은 식에 저항만 10배입니다.

2선식·3선식·4선식

방식재는 방법선 저항의 영향
2선식센서와 왕복 두 선의 저항을 함께 잼그대로 더해져 높게 읽음
3선식셋째 선으로 선 저항을 재서 뺌세 선의 저항이 같을 때 상쇄
4선식전류를 흘리는 두 선과 전압을 재는 두 선이 따로전압 선에 전류가 거의 흐르지 않아 무시할 만함

2선식에서 왕복 선 저항이 1 Ω 이면 Pt100 은 0 °C 에서 약 2.6 °C, Pt1000 은 약 0.26 °C 높게 읽습니다. 선이 길고 가늘수록 저항이 커지므로 2선식은 짧은 배선이나 Pt1000 에 맞습니다. 3선식은 세 선의 길이·굵기·접속 저항이 같아야 상쇄되므로, 단자 하나가 헐겁거나 중간에 굵기가 다른 선으로 이으면 오차가 남습니다. 더 정확해야 하면 4선식을 씁니다.

받는 쪽(온도 조절기·변환기 입력)이 어떤 결선을 받는지가 먼저입니다. 3선식 입력에 2선식 센서를 물릴 때는 입력 매뉴얼의 단자 연결 방법을 따릅니다.

허용차 등급 (IEC 60751)

IEC 60751 은 센서 자체의 허용차를 등급으로 나눕니다. A 급은 ±(0.15 + 0.002·|t|) °C, B 급은 ±(0.3 + 0.005·|t|) °C 로, 0 °C 에서 ±0.15 °C·±0.3 °C, 100 °C 에서 ±0.35 °C·±0.8 °C 입니다. 이보다 엄격한 AA 급과 느슨한 C 급도 있습니다. 등급마다 허용차가 유효한 온도 범위가 있고 권선형과 박막형이 다르니 센서 데이터시트를 확인합니다. 등급은 센서의 오차이고, 2선식 선 저항 오차는 그 위에 더해집니다.

열전대 종류

형재료 (+ / −)NIST 표 범위100 °C 기전력
K니켈-크로뮴 / 니켈-알루미늄−270 ~ 1372 °C4.096 mV
J철 / 구리-니켈−210 ~ 1200 °C5.269 mV
T구리 / 구리-니켈−270 ~ 400 °C4.279 mV
E니켈-크로뮴 / 구리-니켈−270 ~ 1000 °C6.319 mV
N니크로실 / 니실−270 ~ 1300 °C2.774 mV
R백금-13% 로듐 / 백금−50 ~ 1768.1 °C0.647 mV
S백금-10% 로듐 / 백금−50 ~ 1768.1 °C0.646 mV
B백금-30% 로듐 / 백금-6% 로듐0 ~ 1820 °C0.033 mV

NIST 표 범위는 기전력 식이 정의된 범위입니다. 실제로 쓸 수 있는 상한은 소선 굵기·보호관에 따라 더 낮으니 센서 제조사 사양을 따르세요.

고를 때 볼 것

냉접점 보정

열전대의 mV 는 측정 끝과 입력 단자(냉접점)의 온도 차에 따른 값입니다. NIST 표는 냉접점 0 °C 기준이라, 입력 장치가 단자 온도를 재서 그만큼을 더해 줍니다. 예: K 형으로 300 °C 를 잴 때 단자가 25 °C 면 측정 mV 는 11.208 mV 입니다. 이것을 냉접점 0 °C 로 보고 표에서 찾으면 약 275.8 °C — 약 24 °C 낮게 읽습니다.

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작성 2026-10-22