Widerstandsthermometer – exakte Temperaturüberwachung
In vielen Bereichen der Industrie wird die Temperatur mit Widerstandsthermometern gemessen. Dank ihrer extrem hohen Genauigkeit werden Widerstandsthermometer zum Beispiel in der Petro- und allgemeinen Chemie, in der Pharmazie sowie im Bereich der Lebensmittel- und Genussmittelindustrie eingesetzt.
Widerstandsthermometer sind elektrische Berührungsthermometer, die die Änderung des Widerstandswertes von Metallen wie Platin, Nickel oder Kupfer bei Temperaturänderung ausnutzen. Je nach Bauform liegt der Temperaturmessbereich der Sensoren zwischen -200 °C und +850 °C. Für die industrielle Temperaturmessung entwickeln und fertigen wir Widerstandsthermometer in verschiedensten Varianten. Speziell konstruierte Schutzrohre, Anschlussköpfe und wechselbare Messeinsätze machen unsere Widerstandsthermometer äußerst langlebig, anwendungsfreundlich und prozessgenau.
Tipp: Widerstandsthermometer müssen regelmäßig kalibriert werden, beispielsweise durch unser DAkkS-akkreditiertes Kalibrierlabor CENTROCAL GmbH.
Mantelwiderstandsthermometer
Unsere Mantelwiderstandsthermometer bieten Temperaturbeständigkeit von -200 °C bis +850 °C und eine biegsame Mantelleitung. Die hohe Fertigungsqualität von RÖSSEL-Messtechnik garantiert eine sehr hohe Genauigkeit bis 1/10 DIN, Erschütterungsfestigkeit und eine lange Lebensdauer, auch unter extremen Bedingungen.
Gerade Widerstandsthermometer
RÖSSEL-Messtechnik liefert gerade Widerstandsthermometer in verschiedenen Ausführungen für die exakte Prozesskontrolle in Temperaturbereichen bis +600 °C. Schutzrohrwerkstoff, Anschlusskopf und Sensor sind für die jeweilige Anwendung individuell wählbar.
Prozesswiderstandsthermometer
Für die exakte Prozessüberwachung zwischen -50 °C und +600 °C stellt RÖSSEL-Messtechnik Prozesswiderstandsthermometer mit hitzebeständigen oder säurefesten Schutzrohren her. Dank auswechselbarer Messeinsätze sind sie ohne Demontage kalibrierbar.
Rohrwiderstandsthermometer
Unsere Rohrwiderstandsthermometer sind durch hitzebeständige, säurefeste oder öldichte Schutzrohre geschützt und werden in flüssigen und gasförmigen Medien bei Temperaturen zwischen -100 °C und +850 °C eingesetzt. RÖSSEL-Messtechnik fertigt Rohrwiderstandsthermometer mit verschiedenen Schutzrohren und Anschlüssen.
Konfektionierte Widerstände
RÖSSEL-Messtechnik konfektioniert Widerstände zu miniaturisierten Messsystemen, mit denen Sie ohne Platzverlust Temperaturen zwischen -50 °C und +200 °C messen können. Die Flachschicht-, keramischen und Glasmesswiderstände lassen sich auch in Vergussmassen einbetten.
Stufenwiderstandsthermometer
RÖSSEL-Messtechnik ist einer der führenden Hersteller auf dem Gebiet der Stufenwiderstandsthermometer (Profile-RTD). Durch mehrere Messwiderstände in einem Schutzrohr ermöglichen wir bis zu 100 Messstellen je Sensor für ein exaktes Profil von Temperaturverläufen.
Sie suchen Widerstandsthermometer? Wir liefern die passende Ausführung!
Der Pt100/0-Messwiderstand ist ein elektrischer Widerstand, der in der technischen Temperaturmessung standardmäßig als Sensorelement in Widerstandsthermometern eingesetzt wird. Dieser Widerstand besteht aus Reinstplatin und weist 100 Ohm bei 0 °C auf.
Mit steigender Temperatur erhöht sich auch der Eigenwiderstand des Pt100, sodass bei 100 °C ein Widerstand von 138,5 Ohm erreicht wird.
Den PT100-Messwiderstand gibt es klassischerweise in 2 Bauformen: als Widerstand mit Drahtwicklung und als Flachschichtmesswiderstand.
Der Widerstand mit Drahtwicklung wird um einen Keramik- oder Glasdorn gewickelt und mit einem Keramik- bzw. Glasgehäuse vor äußeren Einflüssen geschützt.
Beim Flachschichtmesswiderstand wird ein Keramikträgerkörper mit Platin beschichtet. Diese Platinschicht weißt Leiterbahnen in Mäanderform auf und wird mittels Keramik- oder Glaskleber versiegelt.
Beide Widerstandstypen sind mit Anschlussbeinen versehen.
Das Widerstandsthermometer ist ein elektrisches Berührungsthermometer. Es nutzt die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Widerstände von metallischen oder Halbleiterwiderständen.
Der in der Industrie am häufigsten verwendete Typ ist das Pt100/0-Widerstandsthermometer, dessen Grundwiderstand 100 Ohm bei 0 °C beträgt.
Anwendungen mit Pt1000-, Pt500- oder Ni100-Messwiderständen, NTC- oder PTC-Messwiderständen sind ebenfalls in der Industrie zu finden.
Ändert sich die Temperatur von Metallen, ändert sich auch deren elektrischer Widerstand. Dabei gilt, dass der elektrische Widerstand bei einer Temperaturerhöhung steigt und sinkt, wenn das Metall abkühlt. Die Ausprägung der Veränderung des elektrischen Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur ist bei jedem Stoff verschieden.
Diesen Effekt nutzt man bei Widerstandsthermometern. Für genaue Messungen auf Grundlage des Effekts sind diverse Voraussetzungen notwendig: Zunächst benötigt man ein Metall, dessen Temperaturverhalten bekannt und berechenbar ist. Anschließend muss der Grundwiderstand dieses Metall bei einer definierten Temperatur durch Kalibrierung und Justierung genau eingestellt werden. Und schließlich muss die Temperatur des metallischen Widerstands sehr nah an der wahren Temperatur des zu messenden Mediums liegen.
Für Platinmesswiderstände des Typs PT100/0 wurden die ersten beiden Voraussetzungen in der DIN EN 60751 genormt und mit einer Berechnungsfunktion, Temperatur-Widerstand-Reihen und Klassengenauigkeiten unterfüttert. Die letzte Voraussetzung der Wärmeankopplung ist eine Kombination aus der Anwendungssituation und der darauf abgestimmten Bauweise des Sensors.
Abhängig von der Fertigungsgüte der Messwiderstände können Widerstandsthermometer in verschiedene Genauigkeitsklassen eingeteilt werden. Laut der Norm DIN EN 60751 haben Widerstandsthermometer folgende zulässige Abweichungen:
Ändert sich die Temperatur von Metallen, ändert sich auch deren elektrischer Widerstand. Dabei gilt, dass der elektrische Widerstand bei einer Temperaturerhöhung steigt und sinkt, wenn das Metall abkühlt. Die Ausprägung der Veränderung des elektrischen Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur ist bei jedem Stoff verschieden.
Diesen Effekt nutzt man bei Widerstandsthermometern. Für genaue Messungen auf Grundlage des Effekts sind diverse Voraussetzungen notwendig: Zunächst benötigt man ein Metall, dessen Temperaturverhalten bekannt und berechenbar ist. Anschließend muss der Grundwiderstand dieses Metall bei einer definierten Temperatur durch Kalibrierung und Justierung genau eingestellt werden. Und schließlich muss die Temperatur des metallischen Widerstands sehr nah an der wahren Temperatur des zu messenden Mediums liegen.
Für Platinmesswiderstände des Typs PT100/0 wurden die ersten beiden Voraussetzungen in der DIN EN 60751 genormt und mit einer Berechnungsfunktion, Temperatur-Widerstand-Reihen und Klassengenauigkeiten unterfüttert. Die letzte Voraussetzung der Wärmeankopplung ist eine Kombination aus der Anwendungssituation und der darauf abgestimmten Bauweise des Sensors.
Abhängig von der Fertigungsgüte der Messwiderstände können Widerstandsthermometer in verschiedene Genauigkeitsklassen eingeteilt werden. Laut der Norm DIN EN 60751 haben Widerstandsthermometer folgende zulässige Abweichungen:
Ein klassisches Widerstandsthermometer ist aus einem oder mehreren Messwiderständen, elektrischen Leitern, einem Schutzrohr, Isolationsmaterial und geeigneten Anschlüssen aufgebaut.
Der Aufbau kann grundsätzlich in Leitungssensoren und Messeinsätze unterschieden werden. Während Messeinsätze in Armaturen mit Schutzrohr, Anschlusssockel und Anschlusskopf verbaut werden und jederzeit getauscht werden können, bestehen Leitungsfühler aus einer flexiblen Leitung und einem Sensorelement.
Ausschlaggebend für die letztliche Genauigkeit des Widerstandsthermometers ist neben dem Messwiderstand die Wahl der Schaltungsart.
Die Zweileiterschaltung ist die kostengünstigste aber unpräziseste Messmethode. Die zwei Anschlussbeine des Messwiderstands werden durch jeweils einen Leiter verlängert und an das Messgerät angeschlossen. Dafür wird wenig Material benötigt, aber die Eigenwiderstände der Leiter gehen komplett in das Messsignal ein. Daher müssen die Leiter möglichst kurz oder mit einem großen Querschnitt ausgeführt werden oder der Fehler muss rechnerisch kompensiert werden.
Die Vierleiterschaltung ist die material- und auswertungsintensivste aber genaueste Messmethode. Durch eine geschickte Kombination aus einem konstanten Strom über den Widerstand durch ein rot-weißes Leiterpaar und die Messung des Spannungsabfalls über dem Messwiderstand durch das zweite Leiterpaar werden die Eigenwiderstände der Leiter komplett kompensiert. Das Messsignal wird unverfälscht gemessen.
Der Kompromiss aus diesen beiden Schaltungen ist die Dreileiterschaltung.
Durch eine Brückenschaltung wie der Wheatstone-Brücke werden die Eigenwiderstände schaltungstechnisch kompensiert. Die Herausforderung liegt hierbei jedoch darin, dass die drei Leiter im Aufbau, in den Materialeigenschaften und in den äußeren Bedingungen komplett identisch sein müssen, damit die Messung unverfälscht durchgeführt werden kann. Die Unterschiede durch den realen Aufbau der Leiter und der realen Einsatzbedingungen sind jedoch deutlich kleiner als bei der Zweileiterschaltung.
Digitale Sensoren sind eine Kombination aus einem analogen Sensor wie einem Widerstandsthermometer und einem Signalwandler wie eine Messeinheit oder ein Messumformer. Der Messumformer moduliert das analoge Signal des Widerstandsthermometers in ein diskretes Signal beispielsweise über ein HART-Signal. Auch Digitalanzeigen in Anschlussköpfen sind möglich. Digitale Sensoren benötigen eine externe oder interne Spannungsquelle sowie einen kompatible Kommunikationsschnittstelle.
NTC und PTC sind Sensoren, deren elektrischer Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Dabei sind zwei Verhaltensweisen möglich:
Der Widerstand steigt bei ansteigender Temperatur. Die Leitfähigkeit ist somit bei kälteren Temperaturen am besten. Dieses Verhalten zeigen die sogenannten Kaltleiter mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (Positive Temperature Coefficient – kurz: PTC). Beispiele für Kaltleiter sind Metalle wie bspw. Platin in einem Pt100/0.
Die Heißleiter verhalten sich genau entgegengesetzt. Bei Anstieg der Temperatur sinkt der Widerstand des Heißleiters – sie weisen einen negativen Temperaturkoeffizienten auf (Negative Temperature Coefficient – kurz: NTC). Somit ist die Leitfähigkeit bei heißen Temperaturen am besten. Beispiele für Heißleiter sind Metalloxide/ Keramiken oder Halbleiter wie Silizium.
In der praktischen Anwendung können beide Thermistorvarianten für die Temperaturmessung verwendet werden. Dabei sind jedoch die teils stark nichtlinearen Signalverläufe bei NTC-Sensoren zu beachten.
RÖSSEL-Messtechnik – Ihr zertifizierter Partner
Als zertifizierter Hersteller von Temperaturmesstechnik für Industrie und Forschung erfüllen wir höchste Fertigungsstandards. Mit international anerkannten Zulassungen und Kalibrierungen bieten wir Qualität, auf die Sie sich weltweit verlassen können.
