Produkttyp
Ein Widerstandsthermometer misst die Temperatur über die Änderung des elektrischen Widerstands seines Messelements. Der Begriff bezeichnet die messende Komponente und nicht das vollständige Gerät, und darin liegt der praktische Unterschied: Geliefert wird das Element mit seinem unmittelbaren Schutz und seinen Anschlussdrähten, nicht eine montierte Baugruppe mit Prozessgewinde, Kopf und Klemmenblock.
Ein Widerstandsthermometer misst die Temperatur über die Änderung des elektrischen Widerstands seines Messelements. Der Begriff bezeichnet die messende Komponente und nicht das vollständige Gerät, und darin liegt der praktische Unterschied: Geliefert wird das Element mit seinem unmittelbaren Schutz und seinen Anschlussdrähten, nicht eine montierte Baugruppe mit Prozessgewinde, Kopf und Klemmenblock.
Damit ist es in zwei Situationen der richtige Kauf. Die erste ist die, in der der Käufer sein eigenes Gehäuse stellt: ein umspritztes Kunststoffgehäuse, eine Leiterplatte, einen gefrästen Metallblock, einen selbst konstruierten Sondenkörper. Die zweite ist die, in der das Messelement in etwas anderes eingebaut oder in einem Gerät ersetzt wird, das um ein bedrahtetes Teil herum konstruiert wurde, und in der eine vollständige Baugruppe mit Prozessanschluss die falsche Form und der falsche Aufwand wäre.
Unter derselben Überschrift stehen zwei Familien. Die Metallelemente, bei denen Platin die übliche Wahl und Pt100 und Pt1000 die geläufigen Bezeichnungen sind, haben einen Widerstand, der beim Erwärmen steigt und einer veröffentlichten Kurve folgt, der ein Element weitgehend so folgt wie das andere. Die Halbleiterthermistoren, insbesondere die Ausführung mit negativem Temperaturkoeffizienten, haben einen Widerstand, der beim Erwärmen fällt und sich über eine schmale Spanne deutlich steiler ändert. Beide sind im wörtlichen Sinn Widerstandsthermometer, und beide werden als bedrahtete Bauteile geliefert, doch in einer Schaltung sind sie nicht austauschbar.
Der Unterschied ist kaufmännisch bedeutsam. Wer einen Messwert braucht, der zwischen Geräten konsistent bleibt und sich später nachprüfen lässt, kauft ein Platin-Element und bezahlt dessen Kurve. Wer über eine schmale Spanne eine feine Auflösung braucht, in einem Thermostat, einem Akkupack oder einem Haushaltsgerät, kauft einen Thermistor und bezahlt dafür einen Bruchteil davon. Eines als das andere zu verkaufen, ist der Punkt, an dem die Technik schiefgeht.
Der Widerstand ändert sich mit der Temperatur, weil sich das elektrische Verhalten des Materials ändert. In einem Metall streut das Gitter die Ladungsträger stärker, je heftiger es schwingt, sodass der Widerstand über eine mäßige Spanne nahezu linear mit der Temperatur steigt und von einem einzigen Koeffizienten bestimmt wird, bei Platin etwa 0,00385 pro Grad. In einem Halbleiterthermistor ändert sich die Zahl der verfügbaren Ladungsträger mit der Temperatur, und bei einer Ausführung mit negativem Koeffizienten überwiegt dieser Effekt, sodass der Widerstand steil fällt: Die Änderung pro Grad bei Raumtemperatur beträgt ein Mehrfaches der eines Platin-Elements.
Die Steilheit ist der Tausch. Eine steile Kurve löst einen kleinen Temperaturschritt leicht auf, weshalb ein Thermistor für ein Thermostat passt, das ein enges Band ohne teuren Wandler halten muss. Dieselbe Steilheit macht die Kurve über eine weite Spanne stark nichtlinear, sodass der Messwert gegen das tatsächliche Element und nicht gegen eine veröffentlichte Normkurve zu linearisieren ist. Ein Platin-Element ist flacher und regelmäßiger, und das ist es, was seine Kurve genormt und seine Messwerte zwischen Geräten und über Jahre vergleichbar macht.
Der Leitungswiderstand ist der Fehler, dessen Überraschungswirkung der Grund für die Verdrahtungskonvention ist. Bei einem Zweileiteranschluss addiert sich der Widerstand der Kupferadern zum Widerstand des Elements und erscheint als Temperaturabweichung, die der Messkreis nicht von der Messung unterscheiden kann. Ein Dreileiteranschluss hebt den Einfluss gleich langer Adern auf, weshalb er der übliche Kompromiss ist. Ein Vierleiteranschluss entfernt den Leitungswiderstand nahezu vollständig aus der Messung. Die Wahl zwischen ihnen ist eine Messentscheidung, und sie wird zugleich mit dem Element getroffen und nicht danach.
Die Eigenerwärmung ist der andere Fehler. Jeder Erregungsstrom setzt im Element Leistung um, und der daraus folgende Temperaturanstieg hängt davon ab, wie schnell die Wärme über den Elementkörper und über das, wogegen es montiert ist, abgeführt wird. Ein kleines Element in ruhender Luft erwärmt sich stärker als dasselbe Element in einer bewegten Flüssigkeit, sodass der zulässige Erregungsstrom von der Installation abhängt und nicht vom Element allein. Deshalb ist eine Dissipationskonstante, wo sie angegeben wird, eine Aussage über eine genannte Bedingung und keine allgemeine Eigenschaft.
Der größte Teil der Spezifikation wird durch diese Entscheidungen festgelegt und nicht durch die Genauigkeitsklasse. Jede schränkt die nächste ein, deshalb werden sie der Reihe nach geklärt.
| Entscheidung | Festzulegende Optionen | Was sie tatsächlich entscheidet |
|---|---|---|
| Elementwerkstoff | Platin, Nickel, Kupfer oder ein Halbleiterthermistor mit negativem oder positivem Koeffizienten | Die Form der Widerstands-Temperatur-Kurve, ob sie genormt ist und damit, ob der Messwert von einem anderen Gerät wiedergegeben oder gegen eine Referenz geprüft werden kann. |
| Nennwiderstand | 100 Ω, 1000 Ω und weitere bei Platin; einige Kiloohm bei der Bezugstemperatur bei einem Thermistor | Den Widerstand, den der Messkreis auflösen muss, und den Erregungsstrom, den er verwenden darf. Ein Element mit 1000 Ω liefert beim selben Strom das Vierfache des Signals eines Elements mit 100 Ω, was dort zählt, wo der Leitungswiderstand ins Gewicht fällt. |
| Toleranzklasse | Eine Klasse oder Gütestufe, die die zulässige Abweichung bei der Bezugstemperatur und über den Bereich festlegt | Wie weit das Element von der Normkurve abweichen darf. Zwei Elemente derselben Klasse stimmen eng überein; ohne genannte Klasse stimmen zwei Elemente nur nahe der Bezugstemperatur überein. |
| Aderzahl | Zwei, drei oder vier Adern, bei einem Thermistor praktisch immer zwei | Wie viel Leitungswiderstand im Messwert verbleibt. Das ist die Entscheidung, die am häufigsten einen Messwert, der über eine lange Strecke hält, von einem trennt, der es stillschweigend nicht tut. |
| Elementaufbau | Draht auf einem Trägerkörper, Dünnschicht auf einem Substrat oder ein umspritztes oder glasgekapseltes Perlelement | Vibrationsfestigkeit, wie schnell das Element anspricht, welche Baugröße möglich ist und wie viel der Genauigkeit der Baugruppe den Einsatz übersteht. |
| Schutz und Anschlussdraht | Nacktes Element, Glas- oder Harzkapselung, ein Metallrohr sowie Isolierung und Länge der Anschlussdrähte | Was das Element im Einsatz aushält und wie es in das Gehäuse des Käufers eingepasst wird. Die Temperaturzulassung der Drahtisolierung ist eine eigene Grenze neben dem Bereich des Elements und häufig die, die tatsächlich zuerst erreicht wird. |
| Faktor | Wie er geklärt wird | Warum er die Antwort bestimmt |
|---|---|---|
| Ob der Messwert zwischen Geräten übereinstimmen muss | Fragen Sie, ob zwei Messstellen verglichen werden, ob ein Messwert später wiederholt wird oder ob der Wert geprüft wird. | Das ist die Frage, die die beiden Familien trennt. Eine genormte Kurve ermöglicht die Übereinstimmung, und ein Thermistor hat keine in einer brauchbaren Toleranz. |
| Die abzudeckende Spanne | Nehmen Sie den Arbeitsbereich und die Ausreißer und vergleichen Sie beides mit der Linearität der verfügbaren Kurve. | Ein Platin-Element deckt eine weite Spanne mit flacher Kurve ab. Ein Thermistor löst ein schmales Fenster fein auf und wird danach unpraktisch, weil die Widerstandsänderung pro Grad an den Enden seines Bereichs zusammenbricht. |
| Die tatsächlich benötigte Auflösung | Nennen Sie die kleinste Temperaturänderung, die die Anwendung zeigen muss, nicht die kleinste, die das Gerät anzeigen kann. | Auflösung wird mit Signal und mit Wandlerqualität erkauft. Wo die Anforderung grob ist, genügen ein Platin-Element und ein einfacher Wandler; wo sie über ein schmales Band fein ist, ist der Thermistor der günstigere Weg zum selben Ergebnis. |
| Entfernung zum Messkreis | Messen Sie die Strecke und legen Sie die Aderzahl fest, bevor das Element bestellt wird. | Im Zweileiterkreis addiert sich der Leitungswiderstand zur Messung und lässt sich nur mit mehr Adern aufheben. Die Verdrahtungsentscheidung wird einmal am Element getroffen und lässt sich später in der Software nicht zurückholen. |
| Verfügbare Erregung | Klären Sie, wie viel Strom der Messkreis liefern kann und welche Leistung das im Element umsetzt. | Zu wenig Strom, und das Signal geht im Rauschen unter; zu viel, und das Element erwärmt sich in einen Messfehler hinein. Ein Element mit niedrigem Widerstand ist von beiden der nachsichtigere Fall, was ein Grund dafür ist, dass Platin-Elemente mit 1000 Ω verbreitet sind. |
| Wie das Element eingepasst wird | Entscheiden Sie, ob es eingegossen, geklemmt, in eine gefräste Tasche eingesetzt oder an eine Oberfläche angelegt wird. | Der thermische Weg vom Element zu dem, was gemessen wird, ist Teil der Messung. Ein Element mit ausgezeichneter Toleranz und schlechtem thermischem Weg misst seine eigene Umgebung. |
| Zertifizierung und Rückverfolgbarkeit | Nennen Sie, ob ein Zertifikat benötigt wird und was es aussagen muss. | Bei einem bedrahteten Element ist das in den meisten Fällen ein eigener Kauf, und er ist zusammen mit dem Element zu veranlassen und nicht später nachzureichen, weil er an das konkret gelieferte Teil gebunden ist. |
Das sind die Typen, um die es bei einer Anfrage für Widerstandsthermometer meist tatsächlich geht, und der Punkt, an dem die Auswahl wirklich entschieden wird.
| Nächste Alternative | Was sie vom Widerstandsmesselement unterscheidet |
|---|---|
| RTD-Temperatursensoren | Dasselbe Messprinzip, geliefert als vollständige Baugruppe: Element im Schutzmantel, mit Prozessanschluss und Klemmenkopf. Wo eine montierte und anschließbare Sonde und nicht ein Bauteil gefordert ist, ist die Baugruppe die vollständigere Spezifikation und diese Seite die falsche. |
| Thermoelemente | Erzeugen eine Spannung und ändern keinen Widerstand, brauchen daher keine Erregung, sprechen schnell an und überstehen höhere Temperaturen. Was sie aufgeben, ist die Konsistenz zwischen Geräten, die eine genormte Widerstandskurve bietet. |
| Temperaturtransmitter | Liest das Element und formt es in einen Schleifenausgang um und misst selbst nicht. Wo das Element als Bauteil geliefert wird, ist der Transmitter üblicherweise entfernt davon montiert und nicht in einem Kopf. |
| Temperaturregler | Liest das Element und steuert eine Heizung oder Kühlung auf einen Sollwert hin. Dort landet ein bedrahtetes Element am häufigsten, und er ist das Teil, das auf die Kurve und die Aderzahl des Elements hin konfiguriert werden muss. |
| Digitale Thermometer | Tragbar und vollständig, mit eigener Anzeige und Batterie, für Stichproben gedacht. Es enthält ein Element irgendeiner Art und ist kein Ersatz dafür, weil es sich nicht in ein anderes Gerät einbauen oder in einem Prozess belassen lässt. |
Die beiden Familien teilen einen Namen und sonst fast nichts. Entscheiden Sie zuerst, ob der Messwert zwischen Geräten reproduzierbar sein muss, wählen Sie dann das Element und danach die Aderzahl.
Die erste Antwort kann ein Angebot sein statt einer Liste von Fragen, wenn die Anfrage diese Angaben enthält. Ist ein Wert nicht bekannt, senden Sie die Beschreibung der Aufgabe und wir bestätigen, was daraus folgt.
Verfügbare Produkte
Widerstandsthermometer
NTC-Thermistor-Temperaturfühler aus Edelstahl mit einem 10-kΩ-Element bei 25 °C und einem B-Wert von 3950 K, geliefert mit Anschlussleitungen und Steckverbindern für Steuerplatinen und Erfassungsmodule.
Auch in Temperaturmesstechnik
Jeder Typ, den wir unter Temperaturmesstechnik anbieten. Ein Typ ohne Link wird weiterhin angeboten - er wird beschrieben im Temperaturmesstechnik Überblick und erhält eine eigene Seite, sobald ein Modell dafür veröffentlicht wird.
Häufige Fragen
Im wörtlichen Sinn ja: Es ist ein Fühler, dessen Widerstand die Temperatur anzeigt, und der Begriff deckt ihn ab. Im üblichen Gebrauch meint die Bezeichnung jedoch das Metallelement mit genormter, steigender Kurve, und das ist der Messwert, den die meisten im Sinn haben. Deshalb ist es sinnvoll, ausdrücklich zu nennen, welche Familie gewünscht ist, statt sich auf den Begriff zu verlassen. Die beiden verhalten sich unterschiedlich, werden über unterschiedliche Größen spezifiziert und lassen sich nicht gegeneinander austauschen, ohne den Messkreis zu ändern.
Weil die Adern am Element befestigt und gemeinsam herausgeführt werden müssen. Ein Dreileiter-Element hat von der Bauart her drei Anschlussdrähte, und ein Zweileiterkreis kann den aufgehobenen Leitungswiderstand aus einem Dreileiter-Element nicht zurückgewinnen. Wo die Strecke lang oder der Elementwiderstand niedrig ist, liest ein Zweileiter-Element einen Versatz, den keine Einstellung im Gerät von der Messung trennen kann.
Wie weit das Element bei der Bezugstemperatur von der Normkurve abweichen darf und üblicherweise, wie diese zulässige Abweichung über den Bereich wächst. Sie deckt weder den Leitungswiderstand noch die Eigenerwärmung noch den thermischen Weg zum Medium ab. Das sind die Größen, die einen eingebauten Messwert meist schlechter machen, als die Klasse vermuten lässt, und der Grund, warum eine Klasse ein Ausgangspunkt ist und keine Aussage über die Installation.
So wenig, wie der Messkreis noch rauschfrei auflösen kann, denn jeder Strom setzt Leistung im Element um und erwärmt es. Der daraus folgende Temperaturanstieg hängt davon ab, wie schnell die Wärme abgeführt wird, sodass dasselbe Element in einer bewegten Flüssigkeit mehr Strom verträgt als in ruhender Luft. Wo eine Dissipationskonstante angegeben ist, beschreibt sie eine genannte Bedingung, und der sichere Wert für eine Installation ist daraus abzuleiten, wie das Element montiert wird.
Ja, und dafür ist ein bedrahtetes Element gedacht. Was der Käufer dann verantwortet, ist der thermische Weg: wie das Element geklemmt oder eingegossen wird, wie fest es die gemessene Oberfläche berührt und wie viel davon frei liegt. Das entscheidet den Messwert stärker als die Toleranz des Elements selbst, weshalb ein gutes Element, schlecht eingepasst, schlecht misst.
Senden Sie die Spezifikation und wir bestätigen das passende Modell, die Verfügbarkeit und die Lieferzeit. Die Mindestbestellmenge beträgt 1 Stk.
Angebotsanfrage
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