Dies ist eine private Informationsseite über die elektrische Temperturmessung mit Widerstandthermometern (z.B. Pt100, Pt500, Pt1000)
Es werden meine langjährigen Erfahrungen aus dem Bereich der Mess-und Regeltechnik festgehalten. Ich übernehme keinerlei
Haftung für fehlerhafte Angaben und würde mich über weitere Anregungen und Ergänzungswünsche freuen.
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Dipl.-Ing. Harald Peters
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Ein Pt100 ist ein elektrischer Temperatursensor, der auf der Änderung des elektrischen Widerstands von Platin basiert. Er hat bei 0°C einen Widerstand von 100 Ohm. Der Name setzt sich zusammen aus dem chem. Zeichen für Platin (Pt) und seinem Widerstand bei 0°C (100 Ohm).
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Ein Pt1000 ist ein elektrischer Temperatursensor, der auf der Änderung des elektrischen Widerstands von Platin basiert. Er hat bei 0°C einen Widerstand von 1000 Ohm. Der Name setzt sich zusammen aus dem chem. Zeichen für Platin (Pt) und seinem Widerstand bei 0°C (1000 Ohm).
Beides sind Widerstandsthermometer. Der Pt1000 hat zum Pt100 lediglich einen höheren Nenn-Widerstand (bei 0 °C 1000 Ohm beim Pt1000, statt 100 Ohm beim Pt100). Vorteil höhere Auflösung bei Temperaturänderungen.
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Der Schweizer Physiker Willy Jentzsch entwickelte 1927 den ersten Pt100 Sensor.
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Bei der Temperaturmessung mit Pt100 Sensoren geht eine Änderung des elektrischen Widerstandes der Anschlussleitung mit in die Messung ein. Je nach Länge der Anschlussleitung und der gewünschten Genauigkeit erfolgt ein Anschluss in 2-, 3- oder 4-Leiteranschluss. Wir empfehlen mindestens 3-Leiter Anschluss.
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Der Widerstand der Anschlussleitung kann über die Formel R= ρ x L / A berechnet werden. R= Widerstand der Leitung [Ohm] ρ= spezifischer Widerstand der Leitung [Ohm x mm² /m], L= Gesamtlänge der Leitung (also Hin und Rückleitung) [m] A= Durchmesser des Kabeldrahtes [mm²]
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Der Anschluss eines Pt100 erfolgt oft über ein mehrere Meter langes Anschlusskabel. Dabei gehen Temperaturänderungen am Kabel mit in die Messung ein und verfälschen das Messergebnis. Das macht sich beim 2-Leiteranschluss mit ca. 0,4 °C pro Meter Leitung in der Messung bemerkbar. Für genauste MEssungen sollte deshaöb ein 4-Leiteranschluss mit einem zusätzlichen Messkreis zur Kompensation des Leitungswiderstandes verwendet werden. Ein Kompromiss zwischen Kosten/Nutzen bildet der 3-Leiteranschluss, bei dem mit einem 3. Kabel der Leitungswiderstand ermittelt wird.
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Zum Anschluss eines Pt100 Widerstandsthermometers gibt es verschiedenste Anschlussköpfe, die oft auch für die Aufnahme eines Kopftransmitters geeignet sind. Die Deckel ist klappbar, mit Gewinde oder 2 Schrauben befestigt. Standardmaterial ist Aluminiumguß, Kunststoff für einfache Anwendungen oder für hygienische Umgebung aus Edelstahl. Einige Varianten sind in der DIN definiert (Form A, Form B usw.)
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Zum Anschluss eines Pt100 Sensors kann ein handelsübliches Kupferkabel verwendet werden.
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In der DIN EN 60751 werden folgende Kabelfarben empfohlen. Bei 1 Sensor rot und weiß. Bei der Verwendung von zwei Pt100 Sensoren werden für den 2. Sensor die zusätzlichen Farben Gelb und Schwarz oder Grau verwendet.
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Die meisten Pt100-Sensoren haben eine Genauigkeitsklasse gemäß der DIN EN 60751-Norm. In außereuropäischen Ländern werden auch andere Normen benutzt (z.B.: ASTM E 1137), die andere Genauigkeiten oder Genauigkeitsklassen festlegen. Beispiel: Klasse B nach DIN: Abweichung 0,3°C bei 0°C.
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Die Eigenerwärmung eines Pt100 Sensors wird durch den Messstrom verursacht, der den Sensor durchfließt und eine Verlustleistung erzeugt. Faktoren wie die Höhe des Temperatur-Messwiderstandes, die Ableitung der Wärme durch das Messmedium, der Messstrom selbst und die Wärmeleitung der Messarmatur beeinflussen die Stärke der Eigenerwärmung.
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Leitungsfehler bei Pt100-Sensoren können durch den Einsatz von 3- oder 4-Leitertechnik minimiert werden. Dies kompensiert den Widerstand der Anschlussleitungen, der bei 2-Leiteranschlüssen zu Messfehlern führen kann, besonders bei langen oder dünnen Leitungen.
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Die Ansprechzeit eines Pt100 Sensors hängt ab vom Aufbau des Temperaturfühlers (z. B. Verwendung von Wärmeleitpaste, verjüngte Messspitze), dem Messmedium (Wärmeleitfähigkeit und Fließgeschwindigkeit) sowie der Einbautiefe und Position des Sensors im Medium. Die Ansprechzeit wird in Normen wie DIN 60751 durch T50, T63 und T90-Werte definiert.
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Die wichtigste Norm für Pt100 Sensoren ist die DIN EN IEC 60751:2023-06. Darin werden die Berechnugsformeln, die Genauigkeitsklassen, der Messstrom, die Anschlussarten usw. festgelegt.
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Bei einem PTC-Widerstand, steigt der Widerstandswert mit steigender Temperatur. Er hat bei niedriger Temperatur eine höhere Leitfähigkeit und wird deshalb auch Kaltleiter genannt. Der Pt100 ist somit ein PTC.
Ein Pt100 Temperatursensor hat bei 0°C einen Widerstand von 100 Ohm. Der Widerstand bei anderen Temperaturen kann mit den in DIN EN 60751 festgelegten Formeln berechnet werden.
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Der Widerstand von Pt100 Sensoren wird nach 2 in der DIN EN 60751 festgelegten Formeln berechnet. Die anzuwendende Formel richtet sich nach der zu messenden Temperatur (< 0 °C oder > 0 °C).
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Hinweis zur Autorenschaft
Alle auf pt100.de veröffentlichten Fachartikel mit Namensnennung wurden von
Harald Peters persönlich erstellt oder fachlich geprüft.
Autor dieses Artikels: Harald Peters – Fachautor für Temperaturmesstechnik
