Der Sensor eines Widerstandsthermometers verfügt über einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand. Dieser steigt mit der Temperatur und wird deshalb PTC (Positive Temperature Coefficient) genannt. Bei industriellen Messaufgaben kommen in erster Linie Pt100- oder Pt1000-Messwiderstände zum Einsatz. In der IEC 60751 (DIN EN 60751) sind die genauen Eigenschaften der Messwiderstände und der darauf basierenden Thermometer festgelegt. Weitere Informationen zu Eigenschaften eines Pt100- bzw. Pt1000-Temperatursensors siehe WIKA Technische Information IN 00.17.
Aufbau von Pt100-/Pt1000-Widerstandsthermometern
In der industriellen Verwendung bestehen Pt100-/Pt1000-Widerstandsthermometer zumeist aus einem Messeinsatz, der in einen Anschlusskopf und in einer entsprechenden Schutzarmatur verbaut ist. Im Anschlusskopf findet die elektrische Kontaktierung statt. Als Messeinsatz wird die leicht austauschbare Einheit des Thermometers bezeichnet, die aus einem Rohr oder einer Leitung geeigneten Materials besteht, dessen sensitives Ende einen oder mehrere Pt100-/Pt1000-Platin-Messwiderstände enthält. Geschützt durch ein Schutzrohr kann eine Temperaturmessstelle aufgebaut werden, die den prozessunabhängigen Austausch des Thermometers im Falle einer Reparatur oder Kalibrierung ermöglicht.
Eine weitere industrielle Bauform von Pt100-/Pt1000-Widerstandsthermometern sind die sogenannten Kabelfühler. In diesem Falle wird an den metallischen Teil des Thermometers das Anschlusskabel direkt konfektioniert.
Anwendungen von Widerstandsthermometern mit Pt100- zw. Pt1000-Temperatursensor
Ob ein Pt100- oder ein Pt1000-Temperaturensor zum Einsatz kommt, hängt von der jeweiligen Applikation ab. In der Prozessindustrie stellen Pt100-Temperatursensoren die weltweit häufigste und gebräuchlichste Widerstands-Sensorart dar. Dennoch gibt es Anwendungen, bei denen die Verwendung von Pt1000-Temperatursensoren sinnvoll ist. So hat z. B. bei einer Zweileiterschaltung der Einsatz von Pt1000-Temperatursensoren gegenüber Pt100-Temperatursensoren den Vorteil, dass hier der Einfluss der Leitungslänge in den Gesamt-Messfehler nur einen Bruchteil dessen eines Pt100-Temperatursensor beträgt. Auch bei netzunabhängig betriebenen Thermometern wirkt sich der höhere Nennwiderstand des Pt1000-Temperatursensor positiv auf die Energiebilanz des Gerätes aus. Batterien haben aus diesem Grund eine höhere Lebensdauer, womit Wartungsintervalle verlängert und dadurch Servicekosten verringert werden. Beim Einsatz von Pt1000-Temperatursensoren ist darauf zu achten, dass die nachgeschaltete Auswerteelektronik das Pt1000-Signal auch tatsächlich verarbeiten kann. In modernen Temperaturreglern oder Anzeigegeräten ist dies zumeist der Fall, da hier der Sensoreingang frei konfiguriert werden kann.
WIKA liefert alle Widerstandsthermometer mit Pt100- als auch mit Pt1000-Temperatursensor:
Kalibrieren von Pt100-/Pt1000-Widerstandsthermometern
Im Zeitverlauf zeigt jedes Messgerät sich verändernde Messwerte an. Grund dafür ist, dass Geräte durch den Einfluss mechanischer, chemischer oder thermischer Belastungen altern. Durch Kalibrierung kann dies rechtzeitig festgestellt werden. Es ist also essenziell, auch Pt100-/Pt1000-Widerstandsthermometer in regelmäßigen Abständen zu kalibrieren.
Das Kalibrieren von Temperaturmessgeräten unterscheidet sich grundlegend von der Vorgehensweise bei Druckmessgeräten. Oftmals werden Thermometer nur an einem einzigen Fixpunkt kalibriert. Dies kann beispielsweise der Tripelpunkt des Wassers sein. Für die Kalibrierung von Pt100-/Pt1000-Sensoren wird dann ihre meist sehr gut bekannte Kennlinie entsprechend nach unten oder oben verschoben, sodass das Temperaturmessgerät am Fixpunkt den korrekten Wert zeigt.
Industrielle Thermometer werden meist mit einem höherwertigen Messgerät kalibriert. Dies wird häufig mit Tauchbädern oder Öfen realisiert. Sobald sich ein thermisches Gleichgewicht zwischen den Pt100-/Pt1000-Widerstandsthermometern und der Badflüssigkeit einreguliert hat, vergleicht man die Anzeige (oder das Ausgangssignal) der Prüflinge mit der des Normalthermometers. Besonders vor Ort ist dieses Szenario sehr beliebt, dort setzt man sogenannte Blockkalibratoren ein.
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