|
Neben der Grundgenauigkeit des Pt 100 Sensors kann es zu
nachfolgenden zusätzlichen Fehlern kommen:
- Eigenerwärmung
Um den Widerstand eines PT-100 Sensors zu messen, muss dieser von einem Strom
durchflossen werden. Der Messstrom erzeugt eine Verlustleistung und damit Wärme
am Sensor. Der damit verbundene Messfehler einer höheren Temperaturanzeige
hängt von verschiedenen Einflussgrößen ab:
Höhe des Temperatur-Messwiderstandes
Ein Pt 1000 Sensor wird zehnmal stärker erwärmt als ein Pt 100 Widerstand.
Ableitung der erzeugten Wärme
Die Messarmatur sollte so eingebaut werden, dass sie optimal vom Medium
umspült ist. Je höher die Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden
Mediums, desto höher der Wärmeabtrag.
Besonders in kleinen Volumen, ruhender Gase kann es zu teils erheblichen
Messfehlern kommen. I= Messstrom.
Messstrom
Heute ist ein Messstrom von 1 mA üblich. Dies bedeutet eine Verlustleistung
von 0,0001 Watt
Ist der Eigenerwärmungskoeffizient (E) der Messarmatur bekannt, so kann der
optimale Messstrom bei gewünschtem max. Messfehler über nachfolgende
Formel errechnet werden.
E=t/(R/I²)
E=Eigenerwärmungskoeffizient,
t= (angezeigte Temperatur) – (Temperatur des Medium)
R=Widerstand des Temperatursensors
Wärmekapazität und Wärmeleitung der
Messarmatur
Beim Einbau des Pt100 Messwiderstandes muss für optimalen
Temperaturübergang gesorgt werden (z.B.: Wärmeleitpaste, geeignetes
Isolationsmaterial). Das Material der Einbauarmatur sollte möglichst hohe
Wärmeleitfähigkeit haben (z.B. Metalle).
--> Top
- Leitungsfehler
Der Leitungsfehler resultiert aus dem Anschluss des Pt 100-Widerstandes an
die Auswerteelektronik mit einer 2-adrigen Anschlussleitung
(Zweileiter-Anschluss). Dabei geht der Widerstand der Anschlussleitung als
Fehler in die Messung ein.
Besonders bei langen Anschlussleitungen und kleinem Leitungsdurchmesser kann
es dabei zu erheblichen Messfehlern kommen. Bei modernen Auswertegeräten
kann der Widerstand der Anschlussleitung kompensiert werden, jedoch können
Temperaturschwankungen an der Leitung nicht berücksichtigt werden. Die
Widerstände des Pt100 und der Anschlussleitung addieren sich, es kommt zur
Anzeige einer höheren Temperatur.
Berechnung des Leitungsfehlers:
Beispiel:
Abhilfe schafft der Anschluss des PT100 in 3-oder 4-Leitertechnik.
--> Top
- Isolationsfehler
Das Eindringen von Feuchtigkeit in den Sensor oder in das Isoliermaterial
zwischen den Anschlussleitungen führt zu einem Messfehler (niedrigere
Temperatur).
Die Sensoren sind normalerweise ausreichend gegen Feuchtigkeit geschützt.
Bei der Herstellung des Messeinsatzes muss jedoch auf die Verwendung von
absolut trockenen Isoliermaterialien und sorgfältige Abdichtung geachtet
werden.
--> Top
- Parasitäre Thermospannungen
Beim Verbinden unterschiedlicher Metalle tritt eine Thermospannung auf.
Solche Metallverbindungen entstehen z.B. beim Verlängern der
Sensor-Anschlussdrähte mit Kupferdrähten. Normalerweise haben die
Verbindungsstellen die gleiche Temperatur und heben sich somit
wertmäßig auf. Liegen jedoch durch z.B. unterschiedliche
Wärmeableitung verschiedene Temperaturen an den Anschlussstellen vor,
so entstehen unterschiedliche Thermospannungen die zu einem
Spannungsabfall führen, der von dem Auswertegerät als
Widerstandsänderung interpretiert wird. Es kommt es zu einem Messfehler.
Wie hoch der Meßfehler ist hängt stark vom Auswertegerät und der
damit gewählten Anschlußart (2-,3- oder 4-Leiter) zusammen.
Fehlerfindung durch Umkehrung des Messstromes. Je höher die Differenz
der gemessenen Meßwerte, desto höher ist die vorliegende
Thermospannung.
--> Top
|
|
