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Meßprinzip

Die Temperaturmessung mit Widerstandsthermometern beruht auf der Eigenschaft aller Leiter und Halbleiter ihren elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur zu verändern. Diese Eigenschaft ist bei den verschiedenen Werkstoffen unterschiedlich ausgeprägt. Die relative Änderung des elektrischen Widerstandes in Abhängigkeit von der Temperatur wird Temperaturkoeffizient genannt. Der Temperaturkoeffizient von Widerstandsthermometern stellt keine lineare Funktion dar, sondern ist ein mathematisches Polynom höherer Ordnung.

Werkstoffe

Für Meßwicklungen werden überwiegend Metalle wie Platin oder Nickel verwendet, die in einen meist keramischen Trägerkörper eingebettet werden.

Innenleitung

Als Innenleitung wird der Teil der Zuleitung bezeichnet, der sich im Sensor zwischen dem Meßwiderstand und der Anschlußleitung bzw. dem Klemmsockel befindet. Als Material wird Kupfer, Silber, Nickel oder auch Kupferlegierungen sowie Kupferleitungen mit Nickelauflage verwendet. Das verwendete Leitermaterial beeinflußt bei der 2 - Leitertechnik die Messung, da es sich hierbei ebenfalls um Metalle handelt die Ihren Widerstand in Abhängigkeit der Temperatur ändern.

Anschlußleitung

Die Anschlußleitung ist der Teil der Zuleitung zwischen dem Temperatursensor und dem Meßgerät. Für die Anschlußleitung von Widerstandsthermometern trifft das Gleiche wie für die Innenleitung zum Meßwiderstand zu.

Temperaturmessung

Die Temperaturmessung beruht auf einer Widerstandsmessung mit einer Widerstandsmeßbrücke in 2- oder 3- Leiterschaltung bzw. bei der 4- Leiterschaltung, auf Messung des Spannungsabfalls über dem von Konstantstrom durchflossenen Meßwiderstand.

Meßschaltungen

2- Leiterschaltung

Bei der 2- Leiterschaltung geht der Leitungswiderstand voll in das Meßergenis ein, kann jedoch durch einen temperaturabhängigen Leitungsabgleich kompensiert werden.

3- Leiterschaltung

Die 3- Leiterschaltung ermöglicht eine genauere Messung über größere Entfernungen bzw. erhöhten Leitungswiderständen und Temperaturen

4- Leiterschaltung

Die 4- Leiterschaltung ermöglicht die genaueste Messung. Hierbei entfällt der Einfluß der Temperatur und der Zuleitungswiderstände.

Einsatzbedingungen

Meßwiderstände erfassen den Mittelwert der auf Ihre Länge einwirkenden Temperaturen. Sie müssen daher auf ihrer gesamten Länge dem zu messenden Medium ausgesetzt sein. Um einen optimalen Wärmeübergang und Schutz vor mechanischer Einwirkung zu leisten, müssen die Schutzarmaturen den jeweiligen Einsatzbedingungen angepaßt sein.

Grenzabweichungen für Widerstandsthermometer

Grenzabweichungen für Meßwiderstande Pt 100 und Ni 100 sind durch folgende Zahlenwertgleichungen festgelegt.

Pt 100 Klasse A:Grenzabweichung in°C = ± (0,15 + 0,002 [t] )

Pt 100 Klasse B:Grenzabweichung in°C = ± (0,3 + 0,005 [t] )

Ni 100 für 0 bis 250°C:Grenzabweichung in°C = ± (0,4 + 0,007 [t] )

Ni 100 für - 60 bis 0°C:Grenzabweichung in°C = ± (0,4 + 0,028 [t] )

[t] ist der Betrag der Temperatur

Für die Ermittlung von Genauigkeitsklassen gemäß DIN für Pt 100 wird die Klasse B als Berechnungsgrundlage verwendet

Bsp.:Pt 100 1/3 DIN:Grenzabweichung in°C für Pt 100 Klasse B geteilt durch 3

Meßwiderstände DIN 43760 und DIN IEC 751

Zulässige Abweichungen

Ni 100

PT 100

zul. Abweichung

Grundwert

zul. Abweichung

Grundwert

Klasse A

Klasse B

°C

W

W

°C

W

W

°C

W

°C

- 200

 18,49

± 0,24

± 0,55

± 0,56

± 1,3

- 100

 60,25

± 0,14

± 0,35

± 0,32

± 0,8

- 60

69,5

± 1,0

± 2,1

-

-

-

-

-

0

100,0

± 0,2

± 0,4

100,00

± 0,06

± 0,15

± 0,12

± 0,3

100

161,8

± 0,8

± 1,1

138,50

± 0,13

± 0,35

± 0,30

± 0,8

180

223,2

± 1,3

± 1,8

-

-

-

-

-

200

175,84

± 0,20

± 0,55

± 0,48

± 1,3

300

212,02

± 0,27

± 0,75

± 0,64

± 1,8

400

247,04

± 0,33

± 0,95

± 0,79

± 2,3

500

280,90

± 0,38

± 1,15

± 0,93

± 2,8

600

313,59

± 0,43

± 1,35

± 1,06

± 3,3

650

329,51

± 0,46

± 1,45

± 1,13

± 3,6

700

345,13

± 1,17

± 3,8

800

375,51

± 1,28

± 4,3

850

390,26

± 1,34

± 4,6