Pt100-Widerstandsthermometer – Aufbau, Funktion und Anwendung

Was bedeutet Pt100?

• Pt = chemisches Symbol für Platin
• 100 = Nennwiderstand von 100 Ω bei 0 °C

Wie funktioniert ein Pt100?

Der in einem Schutzgehäuse eingebaute Sensor wird oft als RTD-Widerstandsthermometer bezeichnet.
(RTD = Resistance Temperature Detector)
Der definierte Temperaturmessbereich beträgt -200 bis + 850 °C. Er wird, abhängig von der Bauart, oft eingeschränkt.
Wenn der Pt100 - Sensor einer Temperaturänderung ausgesetzt wird, ändert sich der elektrische Widerstand des Platin-Widerstandselements entsprechend der Temperaturänderung.
Mit steigender Temperatur erhöht sich der Widerstand des Platin-Elements.
Die Widerstandskennlinie des Pt100 ist über weite Temperaturbereiche annähernd linear. Für eine genaue Berechnung werden die genormten Kennliniengleichungen nach DIN EN 60751 verwendet.
Diese Eigenschaft macht den Pt100 besonders geeignet für präzise und reproduzierbare Temperaturmessungen.
Die erreichbare Messgenauigkeit hängt unter anderem von der Genauigkeitsklasse des Pt100 ab. Der Pt100 Widerstand wird mit einem konstanten Strom versorgt und der durch die Widerstandsänderung erzeugte Wert des Spannungsabfalls in eine Temperatur umgerechnet.
Sie werden häufig in Industrie- und Laboreinrichtungen eingesetzt, um die Temperatur in Prozessen und Experimenten zu messen. Es gibt auch spezielle Pt100 Widerstandsthermometer, die für die Temperaturmessung in der Luft- und Raumfahrt oder in der Medizintechnik entwickelt wurden.
Die Verwendung eines Widerstandsthermometers hat den Vorteil, dass es keine beweglichen Teile gibt und es somit sehr zuverlässig ist. Es ist jedoch wichtig, dass die Widerstandsthermometer ordnungsgemäß eingesetzt und regelmäßig kalibriert werden. Nur so kann die hohe Genauigkeit der Messung sichergestellt werden.

Pt100-Kennlinie und Widerstandswerte

Die Kennlinie eines Pt100 beschreibt den Zusammenhang zwischen Temperatur und elektrischem Widerstand.
Sie ist international genormt und ermöglicht eine exakte Temperaturberechnung DIN EN IEC 60751
Beispielwerte:

Pt100–Widerstandsrechner

Mit dem Pt100-Widerstandsrechner können Sie den elektrischen Widerstand eines Pt100 für eine eingegebene Temperatur berechnen.

Geben Sie einen Temperaturwert in °C ein und klicken Sie auf„berechnen“. Der Rechner zeigt anschließend den berechneten Widerstand in Ohm an.

Pt100-Widerstandstabelle erstellen

Mit dem Tabellengenerator können Sie eine individuelle Tabelle der Pt100-Widerstandswerte für verschiedene Temperaturen erstellen.

Widerstandstabelle erstellen

Pt100-Widerstandstabellen

Die folgenden Tabellen enthalten Widerstandswerte des Pt100 bei verschiedenen Temperaturen.

Vorteile des Pt100:

• Definierte und reproduzierbare Widerstandskennlinie
• Hohe Genauigkeit und gute Wiederholbarkeit bei geeigneter Auswahl und Anwendung
• Langzeitstabilität durch chemisch beständiges Platin
• Austauschbarkeit durch genormte Widerstandskennlinie (IEC 60751)

Vergleich Pt100 zu Pt1000

Neben Pt100 Widerstandsthermometer (RTDs) werden vermehrt Pt1000 Sensoren eingesetzt.
Beide basieren auf Platin als Messelement, unterscheiden sich jedoch in ihrem Widerstand bei 0 °C und damit in wichtigen Eigenschaften für verschiedene Anwendungen.

Unterschied zwischen Pt100 und Pt1000

• Pt100: Widerstand von 100 Ω bei 0 °C
• Pt1000: Widerstand von 1000 Ω bei 0 °C

Durch den zehnfach höheren Grundwiderstand des Pt1000 ergibt sich ein wesentlicher Vorteil: die Signalqualität.

Vorteile von Pt1000 gegenüber Pt100

• Geringere Leitungseinflüsse
  Bei Pt100 können lange Anschlussleitungen den Messwert deutlich verfälschen, da schon kleine Widerstände einen spürbaren Einfluss haben. Beim Pt1000 fällt derselbe Leitungswiderstand im Verhältnis viel weniger ins Gewicht.
• Höhere Messgenauigkeit in der Praxis
  Durch den zehnfach höheren Nennwiderstand fällt derselbe Leitungswiderstand beim Pt1000 relativ weniger ins Gewicht. Das kann insbesondere bei 2-Leiter-Schaltungen von Vorteil sein.
• Kostenvorteil
  In vielen Anwendungen können durch Pt1000 aufwendige 3- oder 4-Leiter-Schaltungen vermieden werden. Das spart Material- und Installationskosten.

Wann ist Pt100, wann Pt1000 sinnvoll?

Ob ein Pt100 oder Pt1000 geeigneter ist, hängt unter anderem von der Messschaltung, der Leitungslänge, dem Messumformer und den Anforderungen an Genauigkeit und Installation ab.
Bei längeren Anschlussleitungen kann der höhere Nennwiderstand des Pt1000 den relativen Einfluss des Leitungswiderstands verringern.