Pt100 Sensoren - Widerstand berechnen, Tabellen, Diagramme..

Widerstand von Temperatursensoren

Der Name Pt100 setzt sich zusammen aus dem chemischen Zeichen für Platin (Pt) und dem bei 0°C festgelegten Widerstandswert von 100 Ohm.
Der Pt100-Sensor basiert auf dem Prinzip, dass sich der elektrische Widerstand eines elektrischen Leiters bei Änderung der Temperatur verändert.
Es können also eigentlich fast alle elektrisch leitfähigen Stoffe verwendet werden.
Für den praktischen Einsatz in der Temperaturmessung müssen diese jedoch einige Bedinungen erfüllen.

Langzeitstabilität / geringe Alterung
Chemische Beständigkeit
Verwertbar große Widerstandsänderung
Lineare Änderung des Widerstandes über möglichst großen Temperaturbereich

In der Praxis hat sich neben Nickel (Ni100), Kupfer (Cu10) und Silizium hauptsächlich die Verwendung von Platin als Widerstandselement bewährt.
Platin hat eine hohe Schmelztemperatur und hohe chemische Beständigkeit, was auch unter widrigen Bedingungen eine präzise Messungen, mit hoher Stabilität und Genauigkeit ermöglicht.
Wie alle Metalle, hat der Pt100 -Sensor einen temperaturabhängigen Widerstand, der mit steigender Temperatur zunimmt (PTC = Positive Temperature Coefficient). Eine brauchbare Widerstandsänderung erfolgt bereits bei niedrigen Temperaturen, weshalb man diese Sensoren auch als Kaltleiter bezeichnet.

Neben den Temperatursensoren aus Metall, werden im Masseneinsatz auch Sensoren aus verschiedensten Metalloxiden eingesetzt. Diese liefern oft erst bei höheren Temperaturen eine verwertbare Widerstandsänderung und werden deshalb auch als Heißleiter bezeichnet.
Der Widerstand sinkt bei Erhöhung der Temperatur (NTC = Negative Temperature Coefficient).
Der Vorteil dieser Sensoren ist die preiswerte Herstellung und die kleine Bauweise mit hoher Ansprechempfindlichkeit.
Dem gegenüber steht, die geringere Genauigkeit, die eingeschränkte Messspanne, sensorspezifische Widerstandwerte, Korrosionsanfälligkeit und ein nicht-lineare Widerstandsänderung, die eine Anpassung der nachgeschalteten Auswerteelektronik notwendig machen.

Widerstandswerte für Pt100-Sensoren nach DIN EN 60751

Berechnen eines Pt100-Widerstandswertes

Bitte geben sie einen Temperaturwert in °C ein und drücken sie die Taste "Widerstand berechnen"
Im rechten Fenster des Pt100-Rechners wird dann der für den Pt100-Widerstandssensor errechnete Widerstand in Ohm angezeigt.

t= °C

Widerstand (t)= Ohm

Berechnungsformeln für Pt100- Widerstand

Der Widerstand von Pt100 Sensoren wird gem. DIN EN 60751 nach folgenden 2 Formeln berechnet.

Temperaturbereich: -200 bis 0°C:
R_t = R₀ * (1 + A * t + B * t² + C * (t-100) * t³)
Temperaturbereich: 0 bis 850°C:
R_t = R₀ * (1 + A * t + B * t²)

R_t=Widerstand bei gewünschter Temperatur
R₀=Nennwiderstand Pt100 bei 0°C = 100 Ohm
A= 3,9083 * 10^-3
B= -5,775 * 10^-7
C= -4,183 * 10^-12

Bitte beachten:
Die Konstante „A“ beträgt bei spektralreinem Platin 3,925*10^-3.
Da die Herstellung von spektralreinem Platin aufwändig und somit teuer war, wurde als Konstante „A“ der Wert für ein definiert mit anderen Stoffen verunreinigtes Platin festgelegt.
Ein weiterer Vorteil von „definiert verunreinigtem“ Platin besteht darin, dass es gegen zusätzliche Verunreinigungen von außen unempfindlicher und somit der Sensor langzeitstabiler wird.
Als üblicher Wert für Konstante „A“ wird der in der DIN EN IEC 60751:2023-06 festgelegte Wert von 3,9083 * 10^-3 verwendet.
Bei hochgenauen Messungen oder auch bei der Neukalibrierung eines Pt-Temperatursensors ist es wichtig zu wissen, aus welchem Platin der Sensor hergestellt wurde und welcher Wert der Konstante „A“ zur Berechnung der Temperatur zugrunde liegt.
Besonders bei älteren Pt-Temperatursensoren oder bei im nicht-europäischen Ausland gefertigten Pt-Sensoren, wird teilweise anders Platin, basierend auf anderen Normen (DIN 43760-1980, ASTME, JIS, Gost usw.) verwendet. Es kann zu Abweichung der in DIN EN IEC 60751:2023-06 festgelegten Werte kommen.