PT100 eller termoelement? Sådan vælger du temperaturføler

Sådan virker PT100 og termoelementer

En PT100 er et modstandstermometer. En platinmodstand har 100 Ω ved 0 °C, og modstanden stiger med cirka 0,39 Ω pr. grad. Ved 100 °C er den 138,5 Ω. Instrumentet sender en lille strøm gennem modstanden og beregner temperaturen. PT1000 virker på samme måde, men har 1 000 Ω ved 0 °C. Egenskaberne er defineret i IEC 60751.

Et termoelement består af to tråde af forskellige metaller, der er svejst sammen i spidsen. Når spidsen og den anden ende, referencepunktet, har forskellig temperatur, opstår der en lille spænding – for type K cirka 41 µV pr. grad. Instrumentet måler temperaturen ved referencepunktet og regner den med, såkaldt koldpunktskompensering. Typerne og deres tabeller findes i IEC 60584-1.

PT100 eller termoelement – hvilken skal du vælge?

En enkel tommelfingerregel: Når nøjagtighed og stabilitet er vigtigst, og temperaturen ligger under nogle hundrede grader, så vælg PT100. Over 600 °C, ved hurtige forløb, eller når føleren skal være meget lille, så vælg termoelement.

Nøjagtighedsklasser og termoelementtyper

IEC 60751 inddeler PT100 og PT1000 i toleranceklasser. Tolerancen gælder selve elementet, ikke hele målekæden. Her er t temperaturen i °C:

Klassen gælder kun inden for et bestemt område, som er snævrere for tyndfilmselementer end for trådviklede. Klasse A gælder for eksempel fra −30 til +300 °C for tyndfilm og fra −100 til +450 °C for trådviklede elementer. Betegnelsen 1/3 DIN betyder en tredjedel af tolerancen i klasse B.

Almindelige termoelementtyper

2-leder, 3-leder eller 4-leder?

En PT100 måler modstand, så kablets modstand indgår også i måleværdien. Med 2-ledertilslutning og ti meter kabel med 0,5 mm² ledere bliver fejlen næsten 2 °C.

• 2-leder – den enkleste. Kun til korte kabler eller PT1000.
• 3-leder – standard i industrien. Instrumentet måler én leder og trækker den fra, så længe lederne er ens.
• 4-leder – to ledere til strømmen og to til at måle spændingen. Kablet har ingen indflydelse. Til laboratorier og kalibrering.

Termoelementer påvirkes ikke af kablets modstand på samme måde. Til gengæld skal kablet være af samme type som termoelementet hele vejen frem til instrumentet. En samling med almindeligt kobberkabel bliver et nyt målepunkt.

Reaktionstid, dykrør og transmittere

Reaktionstiden angives ofte som t0,5 eller t0,9: tiden, indtil føleren viser henholdsvis 50 og 90 % af et temperaturspring. Den afhænger mere af dykrøret og mediet end af elementet. Strømmende væske giver kort reaktionstid, stillestående luft lang.

Et dykrør beskytter føleren mod tryk, flow og slid og gør det muligt at udskifte den uden at tømme processen. Dykdybden skal være tilstrækkelig. En udbredt tommelfingerregel er mindst ti gange rørets diameter, ellers leder røret varme væk, og føleren viser forkert.

En temperaturtransmitter i tilslutningshovedet eller på DIN-skinne omsætter signalet til 4–20 mA, IO-Link eller feltbus. Alternativet er en analog indgang i PLC’en, der kan læse PT100 og termoelementer direkte, eller et temperaturrelæ, der giver alarm ved en grænseværdi.

1. Forkert kabel til termoelementet. Samlinger med kobberkabel eller kompensationskabel af forkert type kan give fejl på flere grader.
2. 2-ledertilslutning på lange kabler. Kablets modstand lægges til måleværdien. Brug tre eller fire ledere eller en transmitter tæt på føleren.
3. For lille dykdybde. Føleren påvirkes af omgivelsernes temperatur via dykrøret og viser forkert, især i rør med lille diameter.
4. Klassen gælder kun elementet. Transmitter og indgangskort har deres egne fejl. Regn på hele målekæden, og kalibrér den som en helhed, når nøjagtigheden er vigtig.

Hvor bruges temperaturfølere?

• Fødevarer og medicinalindustri – PT100 i hygiejnisk udførelse til pasteurisering, CIP-rengøring og kølerum.
• Fabrikker og maskiner – olie- og kølevandstemperatur, lejer og motorviklinger.
• Energi – fjernvarme, varmepumper, transformere og generatorer i vand- og vindkraft.
• Ovne og metal – termoelementer type K, N eller S i hærdeovne, støberier og glasproduktion.
• Køretøjer og mobile maskiner – temperatur på udstødningsgas, kølevæske og hydraulikolie.
• Laboratorier og medicoteknik – PT100 med 4-ledertilslutning til nøjagtig måling og kalibrering.

Temperaturfølere hos SCN

Vi har temperaturfølere til væsker og gasser i rørsystemer fra Wenglor, temperaturrelæer fra Tele Haase og I/O-moduler fra Yaskawa og Moxa, der læser PT100 og termoelementer direkte. Fortæl os om temperatur, medie og signal, så hjælper vi dig med at vælge.

Eksempler fra vores sortiment

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er forskellen på PT100 og PT1000?

Begge er platinmodstande efter IEC 60751, men PT1000 har 1 000 Ω ved 0 °C. Kablets modstand betyder derfor mindre, og PT1000 fungerer bedre med 2-ledertilslutning. Instrumentet skal være indstillet til den rigtige type.

Hvordan kontrollerer jeg en PT100 med et multimeter?

Mål modstanden mellem lederne. Ved 0 °C skal den være 100 Ω og ved 20 °C cirka 108 Ω. En meget høj værdi tyder på afbrydelse, en værdi tæt på nul på kortslutning.

Hvilket termoelement skal jeg vælge?

Type K er allround-valget op til cirka 1 200 °C. Type N er mere stabil ved høje temperaturer, type T passer til lave temperaturer og type R, S og B til de allerhøjeste.

Hvad betyder 1/3 DIN?

En PT100 med en tredjedel af tolerancen i klasse B, altså cirka ±(0,1 + 0,0017·|t|) °C. Det svarer til klasse AA i IEC 60751.

Hvorfor viser mit termoelement forkert?

Typiske årsager er forkert kompensationskabel, byttet polaritet, forkert termoelementtype indstillet i instrumentet eller en føler, der er ældet af høj temperatur.