Pt100 Widerstandsthermometer – Aufbau, Funktion und Anwendung

Der Name setzt sich zusammen aus:

• Pt = chemisches Symbol für Platin
• 100 = elektrischer Widerstand in Ohm bei 0 °C

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.
Der Pt100 Widerstand wird mit einem konstanten Strom versorgt und der durch die Widerstandsänderung erzeugte Wert des Spannungsabfalls in eine Temperatur umgerechnet.
Pt100 Widerstandsthermometer sind sehr genau und können in einem breiten Temperaturbereich eingesetzt werden.
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.

Kennlinie und Widerstandswerte des Temperatursensors

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 – Widerstands Rechner

Den Widerstand des Pt100 bei verschiedenen Temperaturen, können sie mit nachfolgendem Rechner berechnen.
Bitte geben sie einen Temperaturwert in °C ein und drücken sie die Taste "berechnen"
Im rechten Fenster wird dann der für den Pt100-Widerstandssensor errechnete Widerstand in Ohm angezeigt.

Pt100 – Widerstands - Tabellengenerator

Möchten Sie Ihre individuelle Tabelle der Widerstandswerte bei verschiedenen Temperaturen erstellen? Dann gehen Sie auf unsere Seite:
Widerstandstabelle erstellen

Widerstandstabellen bei verschiedenen Temperaturen

Vorteile des Pt100:

• Lineare und stabile Widerstandswerte und somit einfache Auswertung
• Hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit
• 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 die reduzierte Empfindlichkeit gegenüber Leitungswiderständen liefert der Pt1000 zuverlässigere Messergebnisse – besonders bei 2-Leiter-Schaltungen.
• Kostenvorteil
  In vielen Anwendungen können durch Pt1000 aufwendige 3- oder 4-Leiter-Schaltungen vermieden werden. Das spart Material- und Installationskosten.

Geschichte des Widerstandsthermometers

In den 1920er Jahren begann die Industrie, Pt100 Sensoren zu verwenden. Der Schweizer Physiker Willy Jentzsch entwickelte 1927 den ersten Pt100 Sensor, der aus einem Platin-Widerstandselement mit einem Nennwiderstand von 100 Ohm bei 0°C bestand. Dieser Sensor war sehr genau und konnte in einem breiten Temperaturbereich eingesetzt werden.
In den folgenden Jahren verbesserten Wissenschaftler und Ingenieure Pt100 Sensoren weiter, um ihre Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu erhöhen. In den 1950er Jahren wurden Pt100 Sensoren weit verbreitet, insbesondere in der chemischen Industrie und im Labor.
In den 1960er Jahren wurden Pt100 Sensoren auch in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Heute sind Pt100 Sensoren in vielen verschiedenen Branchen und Anwendungen weit verbreitet. Sie werden in der Industrie eingesetzt, um die Temperatur in Prozessen zu überwachen und zu steuern, und in der Medizin, um die Körpertemperatur zu messen. Pt100 Sensoren sind auch in der Automobilindustrie, in der Lebensmittelindustrie und in vielen anderen Bereichen zu finden. Die ständige Weiterentwicklung von Pt100 Sensoren führt zu immer genaueren und zuverlässigeren Messungen.