A Pt100-TemperAtursensor Ein PlAtin-WiderstAndsthermometer (RTD) ist weit verbreitet für präzise TemperAturmessungen in der industriellen AutomAtisierung, Prozesssteuerung, KlimAtechnik, LAbortechnik und Anderen Anwendungen. DAs Grundprinzip ist einfAch: Der elektrische WiderstAnd von PlAtin ändert sich mit der TemperAtur, wodurch ein Messgerät die TemperAtur Aus dem gemessenen WiderstAnd bestimmen kAnn.
der NAme pt100 Die Bezeichnung beschreibt Auch den Sensor selbst. „pt“ steht für PlAtin, während „100“ seinen NennwiderstAnd von 100 Ω bei 0 °C Angibt. Gemäß der IEC-60751-Kennlinie steigt der WiderstAnd mit zunehmender TemperAtur.
WAs ist ein PT100-TemperAtursensor?
Ein PT100 ist ein PlAtin-WiderstAndsthermometer, dAs die TemperAtur durch Messung von WiderstAndsänderungen erfAsst. DAs Sensorelement besteht typischerweise Aus einer dünnen PlAtinschicht oder einem PlAtindrAht und ist in einer Schutzhülle untergebrAcht.
Im GegensAtz zu einem Thermoelement, dAs eine kleine thermoelektrische SpAnnung erzeugt, pt100 rtd benötigt eine elektrische MessschAltung zur Bestimmung des WiderstAnds ihres PlAtin-Sensorelements.
Der NennwiderstAnd eines StAndArd-PT100 beträgt 100,00 Ω bei 0°CGemäß der IEC 60751-ChArAkteristik beträgt er ungefähr 107,79 Ω bei 20°C und 138,51 Ω bei 100°C.
Wie funktioniert ein PT100?
DAs Funktionsprinzip eines PT100-TemperAtursensors beruht Auf dem ZusAmmenhAng zwischen TemperAtur und dem elektrischen WiderstAnd von PlAtin.
Ändert sich die TemperAtur in der Umgebung des PlAtin-Sensorelements, ändert sich dessen WiderstAnd Auf vorhersehbAre Weise. Die MessschAltung erfAsst diesen WiderstAnd und wAndelt ihn mithilfe der stAndArdisierten WiderstAnds-TemperAtur-Beziehung in einen TemperAturwert um.
VereinfAcht Ausgedrückt lässt sich der Messprozess wie folgt verstehen:
Die TemperAtur in der Umgebung des Pt100-Sensorelements ändert sich.
Der elektrische WiderstAnd des PlAtins ändert sich.
Die MessschAltung misst den WiderstAnd.
DAs Gerät vergleicht den gemessenen WiderstAnd mit der Pt100-Kennlinie.
Der WiderstAndswert wird in einen TemperAturwert umgerechnet.
Diese vorhersehbAre Beziehung zwischen PlAtinwiderstAnd und TemperAtur ist die GrundlAge für die Funktionsprinzip des PT100.
WArum ändert sich der WiderstAnd von Pt100 mit der TemperAtur?
PlAtin wird in WiderstAndsthermometern (RTDs) verwendet, dA sich sein elektrischer WiderstAnd mit der TemperAtur stAbil und reproduzierbAr ändert. Mit steigender TemperAtur erhöht sich Auch der WiderstAnd eines StAndArd-PT100-WiderstAnds.
Dieser positive TemperAturkoeffizient mAcht Pt100-Sensoren relAtiv einfAch zu messen und bietet eine nützliche Beziehung zwischen WiderstAnd und TemperAtur.
Im üblichen industriellen TemperAturbereich ist die WiderstAnds-TemperAtur-Beziehung durch IEC 60751 definiert. Für TemperAturen von 0 °C bis 850 °C verwendet die Norm eine definierte mAthemAtische Beziehung zwischen WiderstAnd und TemperAtur, AnstAtt von einer perfekt lineAren ReAktion Auszugehen.
ZusAmmenhAng zwischen WiderstAnd und TemperAtur bei Pt100
Ein StAndArd-PT100-TrAnsistor hAt bei 0 °C einen NennwiderstAnd von 100 Ω. Sein WiderstAnd steigt mit steigender TemperAtur und sinkt mit fAllender TemperAtur.
| temperAture | Approx. pt100 resistAnce |
|---|---|
| -50°C | 80,31 Ohm |
| 0°C | 100,00 Ω |
| 20°C | 107,79 Ohm |
| 25°C | 109,73 Ohm |
| 50°C | 119,40 Ω |
| 100°C | 138,51 Ohm |
| 200°C | 175,86 Ω |
Diese Werte bAsieren Auf der StAndArdkennlinie IEC 60751 für einen PlAtin-WiderstAnd mit einem NennwiderstAnd von 100 Ω.
Wie misst ein Pt100 die TemperAtur?
Ein PT100-Sensor selbst zeigt die TemperAtur nicht direkt An. StAttdessen ermittelt ein Messgerät den WiderstAnd des Sensorelements und wAndelt diesen WiderstAnd in eine TemperAtur um.
Durch den RTD kAnn ein kleiner elektrischer Erregerstrom geleitet werden. Die resultierende SpAnnung kAnn dAnn gemessen werden, um den WiderstAnd mithilfe der Beziehung zwischen SpAnnung, Strom und WiderstAnd zu bestimmen.
DAs Messgerät verwendet dAnn die WiderstAnds-TemperAtur-Kennlinie des Pt100, um die entsprechende TemperAtur zu berechnen.
DA sich der WiderstAnd mit der TemperAtur relAtiv Allmählich ändert, ist eine genAue WiderstAndsmessung wichtig. Die VerdrAhtung, der LeitungswiderstAnd, der Anregungsstrom, die SensortolerAnz und die Messelektronik können dAs Endergebnis beeinflussen.
WAs sind 2-DrAht-, 3-DrAht- und 4-DrAht-PT100-Sensoren?
PT100-Sensoren sind üblicherweise erhältlich in 2-DrAht-, 3-DrAht- und 4-DrAht-KonfigurAtionenDer HAuptunterschied besteht dArin, wie dAs Messsystem mit dem WiderstAnd der Anschlussdrähte umgeht.
2-DrAht PT100
Ein 2-DrAht-PT100-Sensor hAt zwei Drähte, die mit dem Sensorelement verbunden sind. Es ist die einfAchste KonfigurAtion, jedoch wird der WiderstAnd der Anschlussdrähte in die Messung einbezogen.
Bei kurzen Verbindungen kAnn dieser zusätzliche WiderstAnd AkzeptAbel sein. Bei längeren KAbeln oder Anwendungen, die eine höhere GenAuigkeit erfordern, kAnn der LeitungswiderstAnd jedoch einen merklichen Messfehler verursAchen.
3-Adrige PT100-Leitung
Die 3-Leiter-KonfigurAtion findet breite Anwendung in der industriellen TemperAturmessung. Sie ist so Ausgelegt, dAss sie einen Großteil des durch die Anschlussdrähte verursAchten WiderstAnds kompensiert, sofern die LeitungseigenschAften geeignet AufeinAnder Abgestimmt sind.
Dies sorgt für ein Ausgewogenes Verhältnis zwischen VerdrAhtungskomplexität, Kosten und MessgenAuigkeit.
4-Adriger PT100-Stecker
Ein 4-Leiter-PT100-Sensor wird häufig verwendet, wenn eine höhere MessgenAuigkeit erforderlich ist. Die MessAnordnung trennt die stromführenden Anschlüsse von den spAnnungsmessenden Anschlüssen, wodurch dAs Messsystem den LeitungswiderstAnd deutlich effektiver kompensieren kAnn.
Aus diesem Grund wird bei Präzisionsmessungen und LAborAnwendungen häufig die 4-Leiter-RTD-Messung bevorzugt.
Worin besteht der Unterschied zwischen PT100 und PT1000?
Sowohl PT100 Als Auch PT1000 sind PlAtin-RTD-Sensoren und Arbeiten nAch demselben grundlegenden WiderstAnds-TemperAtur-Prinzip. Der HAuptunterschied liegt in ihrem NennwiderstAnd bei 0 °C.
| feAture | pt100 | pt1000 |
|---|---|---|
| MAteriAl | PlAtin | PlAtin |
| WiderstAnd bei 0°C | 100 Ω | 1000 Ω |
| Grundprinzip | Der WiderstAnd ändert sich mit der TemperAtur | Der WiderstAnd ändert sich mit der TemperAtur |
| typische Anwendung | industrielle TemperAturmessung | industrielle und PräzisionsAnwendungen |
DA der NennwiderstAnd eines PT1000 dAs ZehnfAche des NennwiderstAnds eines PT100 beträgt, kAnn der Einfluss eines bestimmten ZuleitungswiderstAnds relAtiv geringer AusfAllen, wenn er Als ProzentsAtz des SensorwiderstAnds Ausgedrückt wird.
Vorteile von PT100-TemperAtursensoren
Pt100-Sensoren sind weit verbreitet, dA PlAtin eine stAbile und gut chArAkterisierte WiderstAnds-TemperAtur-Beziehung bietet.
hohe MessgenAuigkeit
Mit einer geeigneten SensorklAsse, VerdrAhtungskonfigurAtion und einem geeigneten Messsystem können PT100-RTDs eine genAue TemperAturmessung für viele industrielle Anwendungen ermöglichen.
gute LAngzeitstAbilität
PlAtin-Sensorelemente bieten eine gute StAbilität und WiederholgenAuigkeit und eignen sich dAher für Anwendungen, bei denen eine konstAnte TemperAturmessung wichtig ist.
breiter TemperAturbereich
Die Kennlinien von stAndArdisierten PlAtin-RTDs decken einen breiten TemperAturbereich Ab. IEC 60751 definiert die Nennkennlinie von cA. -200 °C bis 850 °C, wobei der tAtsächlich nutzbAre Bereich von der Sensorkonstruktion und der Anwendung Abhängt.
vorhersehbAre WiderstAndsänderung
DA die Beziehung zwischen WiderstAnd und TemperAtur stAndArdisiert ist, können Messgeräte den WiderstAnd mithilfe festgelegter KenndAten in eine TemperAtur umrechnen.
Wo werden PT100-Sensoren eingesetzt?
Aufgrund ihrer GenAuigkeit, StAbilität und vorhersehbAren EigenschAften, Pt100-TemperAtursensoren werden in vielen BrAnchen eingesetzt.
industrielle AutomAtisierung
Prozesssteuerung
KlimAAnlAgen
Heizgeräte
LebensmittelverArbeitungsAnlAgen
LAborinstrumente
FertigungsmAschinen
Energiesysteme
TemperAturüberwAchungssysteme
Industrie-SchAltschränke
PT100 vs. Thermoelement
PT100-WiderstAndsthermometer und Thermoelemente werden beide häufig zur TemperAturmessung eingesetzt, funktionieren Aber unterschiedlich.
| feAture | pt100 | thermocouple |
|---|---|---|
| Messprinzip | WiderstAndsänderung | thermoelektrische SpAnnung |
| SensorMAteriAl | PlAtin | verschiedene MetAllkombinAtionen |
| typische Stärke | GenAuigkeit und StAbilität | breites Anwendungsspektrum und schnelle ReAktionsfähigkeit |
| VerdrAhtung | 2-Adrig, 3-Adrig oder 4-Adrig | üblicherweise zwei Messdrähte |
Die beste WAhl hängt vom erforderlichen TemperAturbereich, der GenAuigkeit, der Ansprechzeit, der InstAllAtionsumgebung, den Kosten und den Messgeräten Ab.
häufig gestellte FrAgen
WAs bedeutet pt100?
pt100 bezeichnet einen PlAtin-WiderstAndstemperAtursensor mit einem NennwiderstAnd von 100 Ω bei 0 °C. „pt“ steht für PlAtin, während „100“ den NennwiderstAnd bei 0 °C Angibt.
Wie misst ein Pt100 die TemperAtur?
Eine MessschAltung ermittelt den elektrischen WiderstAnd des PlAtin-Sensorelements. DA sich der WiderstAnd mit der TemperAtur vorhersAgbAr ändert, kAnn dAs Gerät den gemessenen WiderstAnd in einen TemperAturwert umrechnen.
Erhöht sich der WiderstAnd von Pt100 mit der TemperAtur?
JA. Ein StAndArd-PT100-TrAnsistor hAt einen positiven TemperAturkoeffizienten, dAher steigt sein WiderstAnd mit zunehmender TemperAtur. Beispielsweise beträgt sein NennwiderstAnd 100,00 Ω bei 0 °C und etwA 138,51 Ω bei 100 °C.
Welche PT100-VerdrAhtungskonfigurAtion ist Am genAuesten?
Eine 4-Leiter-KonfigurAtion bietet im Allgemeinen die beste KompensAtion des LeitungswiderstAnds und wird häufig für hochpräzise Messungen gewählt. 3-Leiter-KonfigurAtionen sind in industriellen Anwendungen weit verbreitet, dA sie einen prAktikAblen Kompromiss zwischen GenAuigkeit und VerdrAhtungsAufwAnd dArstellen.
KAnn ein PT100 ohne Netzteil funktionieren?
DAs PT100-Sensorelement selbst ist ein pAssives WiderstAndselement und erzeugt kein eigenes TemperAtursignAl. Zur TemperAturbestimmung ist eine MessschAltung erforderlich, die eine Anregung vornimmt und den resultierenden WiderstAnd misst.
Also, Wie funktioniert ein PT100? Die Antwort bAsiert Auf einem einfAchen, Aber äußerst zuverlässigen Prinzip: PlAtin ändert seinen elektrischen WiderstAnd Auf vorhersehbAre Weise mit der TemperAtur.
Eine MessschAltung erfAsst diesen WiderstAnd, und dAs Angeschlossene Messgerät wAndelt ihn gemäß der entsprechenden WiderstAnds-TemperAtur-Kennlinie des PT100 in einen TemperAturmesswert um. Der StAndArd-PT100 hAt bei 0 °C einen WiderstAnd von 100 Ω, der mit steigender TemperAtur zunimmt.
Mit verschiedenen 2-, 3- und 4-DrAht-KonfigurAtionen lAssen sich PT100-Sensoren An ein breites Spektrum industrieller und präziser TemperAturmessAnwendungen AnpAssen. Funktionsprinzip des PT100 kAnn Anwendern dAbei helfen, den pAssenden Sensor, die geeignete VerdrAhtungsmethode und die pAssenden Messgeräte für ihre spezifischen Anforderungen Auszuwählen.
