PT100 eller termoelement? Slik velger du temperaturføler

Slik fungerer PT100 og termoelementer

En PT100 er et motstandstermometer. En platinamotstand har 100 Ω ved 0 °C, og motstanden øker med omtrent 0,39 Ω per grad. Ved 100 °C er den 138,5 Ω. Instrumentet sender en liten strøm gjennom motstanden og regner ut temperaturen. PT1000 fungerer på samme måte, men har 1 000 Ω ved 0 °C. Egenskapene er definert i IEC 60751.

Et termoelement består av to tråder av ulike metaller som er sveiset sammen i spissen. Når spissen og den andre enden, referansepunktet, har ulik temperatur, oppstår det en liten spenning – for type K omtrent 41 µV per grad. Instrumentet måler temperaturen i referansepunktet og tar hensyn til den, såkalt kaldpunktkompensering. Typene og tabellene deres finnes i IEC 60584-1.

PT100 eller termoelement – hva bør du velge?

En enkel tommelfingerregel: Når nøyaktighet og stabilitet er viktigst og temperaturen ligger under noen hundre grader, velger du PT100. Over 600 °C, ved raske forløp eller når føleren må være svært liten, velger du termoelement.

Nøyaktighetsklasser og termoelementtyper

IEC 60751 deler PT100 og PT1000 inn i toleranseklasser. Toleransen gjelder selve elementet, ikke hele målekjeden. Her er t temperaturen i °C:

Klassen gjelder bare innenfor et bestemt område, som er smalere for tynnfilmelementer enn for trådviklede. Klasse A gjelder for eksempel fra −30 til +300 °C for tynnfilm og fra −100 til +450 °C for trådviklede elementer. Betegnelsen 1/3 DIN betyr en tredjedel av toleransen i klasse B.

Vanlige termoelementtyper

To-, tre- eller firelederkobling?

En PT100 måler motstand, så også kabelens motstand havner i måleverdien. Med tolederkobling og ti meter kabel med 0,5 mm² ledere blir feilen nesten 2 °C.

• Toleder – enklest. Bare for korte kabler eller PT1000.
• Treleder – standard i industrien. Instrumentet måler én leder og trekker den fra, så lenge lederne er like.
• Fireleder – to ledere for strømmen, to for å måle spenningen. Kabelen påvirker ikke målingen. For laboratorier og kalibrering.

Termoelementer påvirkes ikke av kabelens motstand på samme måte. Til gjengjeld må kabelen være av samme type som termoelementet hele veien fram til instrumentet. En skjøt med vanlig kobberkabel blir et nytt målepunkt.

Responstid, beskyttelsesrør og transmittere

Responstiden oppgis ofte som t0,5 eller t0,9: tiden til føleren viser henholdsvis 50 og 90 % av et temperatursprang. Den avhenger mer av beskyttelsesrøret og mediet enn av elementet. Strømmende væske gir kort responstid, stillestående luft lang.

Et beskyttelsesrør (termolomme) beskytter føleren mot trykk, strømning og slitasje og gjør at den kan byttes uten at prosessen må tømmes. Innstikkdybden må være stor nok. En vanlig tommelfingerregel er minst ti ganger rørets diameter, ellers leder røret bort varme og føleren viser feil.

En temperaturtransmitter i koblingshodet eller på DIN-skinne gjør om signalet til 4–20 mA, IO-Link eller feltbuss. Alternativet er en analog inngang i PLS-en som håndterer PT100 og termoelementer direkte, eller et temperaturrelé som gir alarm ved en grense.

1. Feil kabel til termoelementet. Skjøter med kobberkabel eller kompensasjonskabel av feil type kan gi feil på flere grader.
2. Tolederkobling på lange kabler. Kabelens motstand legges til måleverdien. Bruk tre eller fire ledere, eller en transmitter nær føleren.
3. For liten innstikkdybde. Føleren merker omgivelsestemperaturen via beskyttelsesrøret og viser feil, særlig i rør med liten diameter.
4. Klassen gjelder bare elementet. Transmitter og inngangskort har egne feil. Regn på hele målekjeden, og kalibrer den som en helhet når nøyaktigheten er viktig.

Hvor brukes temperaturfølere?

• Næringsmidler og legemidler – PT100 i hygienisk utførelse for pasteurisering, CIP-rengjøring og kjølerom.
• Fabrikk og maskiner – olje- og kjølevannstemperatur, lagre og motorviklinger.
• Energi – fjernvarme, varmepumper, transformatorer og generatorer i vann- og vindkraft.
• Ovner og metall – termoelementer type K, N eller S i herdeovner, støperier og glassproduksjon.
• Kjøretøy og mobile maskiner – temperatur i eksos, kjølevæske og hydraulikkolje.
• Laboratorier og medisinsk teknikk – firelederkoblede PT100 for nøyaktig måling og kalibrering.

Temperaturfølere hos SCN

Vi har temperaturfølere for væsker og gasser i rørsystemer fra Wenglor, temperaturreleer fra Tele Haase og I/O-moduler fra Yaskawa og Moxa som leser PT100 og termoelementer direkte. Fortell oss om temperatur, medium og signal, så hjelper vi deg med å velge.

Eksempler fra sortimentet vårt

Vanlige spørsmål

Hva er forskjellen på PT100 og PT1000?

Begge er platinamotstander etter IEC 60751, men PT1000 har 1 000 Ω ved 0 °C. Kabelens motstand betyr derfor mindre, og PT1000 fungerer bedre med tolederkobling. Instrumentet må være stilt inn på riktig type.

Hvordan sjekker jeg en PT100 med et multimeter?

Mål motstanden mellom lederne. Ved 0 °C skal den være 100 Ω og ved 20 °C omtrent 108 Ω. En svært høy verdi tyder på brudd, en verdi nær null på kortslutning.

Hvilket termoelement bør jeg velge?

Type K er allroundvalget opp til ca. 1 200 °C. Type N er mer stabil ved høye temperaturer, type T passer for lave temperaturer og type R, S og B for de aller høyeste.

Hva betyr 1/3 DIN?

En PT100 med en tredjedel av toleransen i klasse B, altså omtrent ±(0,1 + 0,0017·|t|) °C. Det tilsvarer klasse AA i IEC 60751.

Hvorfor viser termoelementet mitt feil?

Vanlige årsaker er feil kompensasjonskabel, byttet polaritet, feil termoelementtype innstilt i instrumentet eller en føler som er eldet av høy temperatur.