PT100 czy termopara – jak wybrać czujnik temperatury
Czujniki PT100 i termopary to najczęściej stosowane metody pomiaru temperatury w przemyśle. Wyjaśniamy, jak działają, jaką mają dokładność i jak dobrać czujnik, sposób podłączenia oraz osłonę.
- PT100 – dokładny i stabilny, zwykle do 600 °C. Pierwszy wybór w instalacjach procesowych, przemyśle spożywczym, ogrzewaniu i wentylacji.
- Termopara – wytrzymuje wyższe temperatury, powyżej 1000 °C, i szybko reaguje. Dokładność jest niższa.
- Dokładność – PT100 klasy A mieści się w ±0,35 °C przy 100 °C. Termopara typu K klasy 1 – w ±1,5 °C.
- Podłączenie – PT100 podłącza się trzema lub czterema przewodami. W przeciwnym razie mierzy się także rezystancję kabla.
- Przetwornik – przetwornik zamienia sygnał na 4–20 mA lub IO-Link, który dobrze znosi długie kable.
Jak działają PT100 i termopara
PT100 to czujnik rezystancyjny (RTD). Rezystor platynowy ma 100 Ω w 0 °C, a jego rezystancja rośnie o około 0,39 Ω na stopień. W 100 °C wynosi 138,5 Ω. Przyrząd przepuszcza przez rezystor niewielki prąd i na tej podstawie oblicza temperaturę. PT1000 działa tak samo, ale ma 1000 Ω w 0 °C. Charakterystyki określa norma IEC 60751.
Termopara to dwa przewody z różnych metali zespawane na końcu. Gdy spoina pomiarowa i drugi koniec, czyli spoina odniesienia, mają różne temperatury, powstaje niewielkie napięcie – dla typu K około 41 µV na stopień. Przyrząd mierzy temperaturę spoiny odniesienia i uwzględnia ją w wyniku; nazywa się to kompensacją zimnych końców. Typy termopar określa norma IEC 60584-1.

PT100 czy termopara – co wybrać?
| Cecha | PT100 | Termopara |
|---|---|---|
| Temperatura | Zwykle od −200 do +600 °C | Do około 1700 °C, zależnie od typu |
| Dokładność | Wysoka: klasa A ±0,35 °C przy 100 °C | Niższa: typ K klasy 1 ±1,5 °C |
| Stabilność | Bardzo dobra w długim okresie | Większy dryft, zwłaszcza w wysokich temperaturach |
| Czas odpowiedzi | Dłuższy, element jest większy | Krótki, końcówka może być bardzo cienka |
| Kabel | Zwykły kabel miedziany z 3 lub 4 żyłami | Przewód kompensacyjny tego samego typu |
| Cena | Nieco droższy element | Tani element |
Praktyczna zasada: gdy najważniejsze są dokładność i stabilność, a temperatura nie przekracza kilkuset stopni, lepszy jest PT100. Powyżej 600 °C, w szybkich procesach lub gdy czujnik musi być bardzo mały, lepsza jest termopara.
Klasy dokładności i typy termopar
Norma IEC 60751 dzieli elementy PT100 i PT1000 na klasy tolerancji. Tolerancja dotyczy samego elementu, a nie całego toru pomiarowego. Poniżej t oznacza temperaturę w °C:
| Klasa | Tolerancja | Przy 100 °C |
|---|---|---|
| AA | ±(0,1 + 0,0017·|t|) °C | ±0,27 °C |
| A | ±(0,15 + 0,002·|t|) °C | ±0,35 °C |
| B | ±(0,3 + 0,005·|t|) °C | ±0,8 °C |
| C | ±(0,6 + 0,01·|t|) °C | ±1,6 °C |
Każda klasa obowiązuje tylko w określonym zakresie, który dla elementów cienkowarstwowych jest węższy niż dla drutowych. Klasa A obowiązuje np. od −30 do +300 °C dla elementów cienkowarstwowych i od −100 do +450 °C dla drutowych. Określenie 1/3 DIN oznacza jedną trzecią tolerancji klasy B.
Najpopularniejsze typy termopar
| Typ | Materiał | Zastosowanie |
|---|---|---|
| K | NiCr–NiAl | Uniwersalna do około 1200 °C: piece, spaliny, obróbka cieplna |
| N | NiCrSi–NiSi | Do około 1200 °C, stabilniejsza niż K w wysokich temperaturach |
| J | Fe–CuNi | Do 750 °C, popularna w maszynach do tworzyw sztucznych |
| T | Cu–CuNi | Niskie temperatury, chłodnictwo i przemysł spożywczy |
| R, S, B | Platyna–rod | Do 1600–1700 °C: szkło, stal i ceramika |
Układ 2-, 3- czy 4-przewodowy?
PT100 mierzy rezystancję, więc do wyniku dodaje się także rezystancja kabla. Przy podłączeniu 2-przewodowym i dziesięciu metrach kabla o żyłach 0,5 mm² błąd wynosi prawie 2 °C.

- Układ 2-przewodowy – najprostszy. Tylko do krótkich kabli lub czujników PT1000.
- Układ 3-przewodowy – standard w przemyśle. Przyrząd mierzy rezystancję jednej żyły i ją odejmuje, pod warunkiem że żyły są jednakowe.
- Układ 4-przewodowy – dwie żyły przewodzą prąd, dwie mierzą napięcie. Kabel nie ma wpływu na wynik. Do laboratoriów i kalibracji.
Na termopary rezystancja kabla nie wpływa w ten sam sposób. Za to przewód musi być tego samego typu co termopara aż do przyrządu. Połączenie ze zwykłym kablem miedzianym tworzy nowy punkt pomiarowy.
Czas odpowiedzi, osłony i przetworniki
Czas odpowiedzi podaje się często jako t0,5 lub t0,9: czas, po którym czujnik pokazuje 50% lub 90% skoku temperatury. Zależy on bardziej od osłony i medium niż od samego elementu. Płynąca ciecz daje krótki czas odpowiedzi, nieruchome powietrze – długi.
Osłona termometryczna chroni czujnik przed ciśnieniem, przepływem i ścieraniem oraz pozwala wymienić go bez opróżniania instalacji. Głębokość zanurzenia musi być wystarczająca. Często przyjmuje się co najmniej dziesięciokrotność średnicy osłony; w przeciwnym razie osłona odprowadza ciepło i czujnik zaniża lub zawyża wynik.
Przetwornik temperatury w głowicy przyłączeniowej lub na szynie DIN zamienia sygnał na 4–20 mA, IO-Link lub sieć polową. Alternatywą jest wejście analogowe sterownika PLC, które odczytuje PT100 i termopary bezpośrednio, albo przekaźnik temperaturowy sygnalizujący przekroczenie progu.
- Niewłaściwy przewód termoparowy. Połączenia z kablem miedzianym lub przewodem kompensacyjnym niewłaściwego typu mogą powodować błędy rzędu kilku stopni.
- Układ 2-przewodowy na długich kablach. Rezystancja kabla dodaje się do wyniku. Należy zastosować trzy lub cztery przewody albo przetwornik blisko czujnika.
- Za płytkie zanurzenie. Czujnik przejmuje przez osłonę temperaturę otoczenia i pokazuje błędną wartość, zwłaszcza w rurach o małej średnicy.
- Klasa obejmuje tylko element. Przetworniki i karty wejściowe mają własne błędy. Gdy liczy się dokładność, trzeba policzyć błąd całego toru i kalibrować go jako całość.
Gdzie stosuje się czujniki temperatury?
- Przemysł spożywczy i farmaceutyczny – higieniczne PT100 do pasteryzacji, mycia CIP i chłodni.
- Zakłady i maszyny – temperatura oleju i wody chłodzącej, łożysk i uzwojeń silników.
- Energetyka – ciepłownictwo, pompy ciepła, transformatory oraz generatory w elektrowniach wodnych i wiatrowych.
- Piece i metalurgia – termopary typu K, N lub S w piecach hartowniczych, odlewniach i hutach szkła.
- Pojazdy i maszyny mobilne – temperatura spalin, płynu chłodzącego i oleju hydraulicznego.
- Laboratoria i technika medyczna – 4-przewodowe PT100 do dokładnych pomiarów i kalibracji.
Czujniki temperatury w ofercie SCN
Oferujemy czujniki temperatury do cieczy i gazów w instalacjach rurowych firmy Wenglor, przekaźniki temperaturowe Tele Haase oraz moduły I/O Yaskawa i Moxa, które odczytują PT100 i termopary bezpośrednio. Wystarczy podać temperaturę, medium i rodzaj sygnału, a pomożemy w doborze.
Przykłady z naszej oferty
WenglorFXTT001 – czujnik temperaturyMierzy temperaturę cieczy i gazów w zamkniętych instalacjach rurowych. Wyjścia przełączające lub sygnał analogowy ustawia się przez IO-Link; IP68 i IP69K.Zobacz produkt →
Tele HaaseG2TF / G2TMPT100 przekaźniki kontroli temperaturyPrzekaźnik na szynę DIN do czujników PT100 z wielofunkcyjnymi progami lub do maksymalnie sześciu czujników PTC w uzwojeniach silników.Zobacz produkt →
YaskawaM31-1CD50Cztery wejścia analogowe dla Pt100 i Pt1000 w układzie 2-, 3- lub 4-przewodowym oraz dla termopar typu J, K, N, T i innych.Zobacz produkt →Najczęściej zadawane pytania
Czym różni się PT100 od PT1000?
Oba to rezystory platynowe zgodne z IEC 60751, ale PT1000 ma 1000 Ω w 0 °C. Rezystancja kabla ma więc mniejsze znaczenie i PT1000 lepiej sprawdza się w układzie 2-przewodowym. Przyrząd musi być ustawiony na właściwy typ.
Jak sprawdzić PT100 multimetrem?
Należy zmierzyć rezystancję między przewodami. W 0 °C powinna wynosić 100 Ω, a w 20 °C około 108 Ω. Bardzo wysoka wartość wskazuje na przerwę, wartość bliska zeru – na zwarcie.
Jaki typ termopary wybrać?
Typ K to uniwersalny wybór do około 1200 °C. Typ N jest stabilniejszy w wysokich temperaturach, typ T nadaje się do niskich temperatur, a typy R, S i B do najwyższych.
Co oznacza 1/3 DIN?
PT100 z tolerancją równą jednej trzeciej tolerancji klasy B, czyli około ±(0,1 + 0,0017·|t|) °C. Odpowiada to klasie AA według IEC 60751.
Dlaczego termopara pokazuje złą temperaturę?
Typowe przyczyny to niewłaściwy przewód kompensacyjny, zamieniona biegunowość, źle ustawiony typ termopary w przyrządzie lub czujnik zestarzony przez wysoką temperaturę.
Wątpliwości co do typu czujnika, klasy lub sposobu podłączenia? Zapytaj nas – odpowiadamy w ciągu 24 godzin.
Zapytaj nas
