PT100 eller termoelement? Så väljer du temperaturgivare

Så fungerar PT100 och termoelement

Ett PT100 är en resistanstermometer. Ett platinamotstånd har 100 Ω vid 0 °C, och resistansen ökar med ungefär 0,39 Ω per grad. Vid 100 °C är den 138,5 Ω. Instrumentet skickar en liten ström genom motståndet och räknar ut temperaturen. PT1000 fungerar likadant men har 1 000 Ω vid 0 °C. Egenskaperna definieras i IEC 60751.

Ett termoelement består av två trådar av olika metaller som är sammansvetsade i spetsen. När spetsen och den andra änden, referensstället, har olika temperatur uppstår en liten spänning – för typ K ungefär 41 µV per grad. Instrumentet mäter temperaturen vid referensstället och räknar med den, så kallad kallpunktskompensering. Typerna och deras tabeller finns i IEC 60584-1.

PT100 eller termoelement – vilken ska du välja?

En enkel tumregel: när noggrannhet och stabilitet är viktigast och temperaturen ligger under några hundra grader, välj PT100. Över 600 °C, vid snabba förlopp eller när givaren måste vara mycket liten, välj termoelement.

Noggrannhetsklasser och termoelementtyper

IEC 60751 delar in PT100 och PT1000 i toleransklasser. Toleransen gäller själva elementet, inte hela mätkedjan. Här är t temperaturen i °C:

Klassen gäller bara inom ett visst område, som är snävare för tunnfilmselement än för trådlindade. Klass A gäller till exempel från −30 till +300 °C för tunnfilm och från −100 till +450 °C för trådlindade element. Beteckningen 1/3 DIN betyder en tredjedel av toleransen i klass B.

Vanliga termoelementtyper

Två-, tre- eller fyrledarkoppling?

Ett PT100 mäter resistans, så även kabelns resistans hamnar i mätvärdet. Med tvåledarkoppling och tio meter kabel med 0,5 mm² ledare blir felet nästan 2 °C.

• Tvåledare – enklast. Bara för korta kablar eller PT1000.
• Treledare – standard i industrin. Instrumentet mäter en ledare och drar bort den, så länge ledarna är lika.
• Fyrledare – två ledare för strömmen, två för att mäta spänningen. Kabeln påverkar inte. För laboratorier och kalibrering.

Termoelement påverkas inte av kabelns resistans på samma sätt. I stället måste kabeln vara av samma typ som termoelementet hela vägen till instrumentet. En skarv med vanlig kopparkabel blir ett nytt mätställe.

Svarstid, skyddsrör och transmittrar

Svarstiden anges ofta som t0,5 eller t0,9: tiden tills givaren visar 50 respektive 90 % av ett temperatursteg. Den beror mer på skyddsröret och mediet än på elementet. Strömmande vätska ger kort svarstid, stillastående luft lång.

Ett skyddsrör skyddar givaren mot tryck, flöde och nötning och gör att den kan bytas utan att processen töms. Neddoppningsdjupet måste räcka. En vanlig tumregel är minst tio gånger rörets diameter, annars leder röret bort värme och givaren visar fel.

En temperaturtransmitter i kopplingshuvudet eller på DIN-skena gör om signalen till 4–20 mA, IO-Link eller fältbuss. Alternativet är en analog ingång i PLC:n som klarar PT100 och termoelement direkt, eller ett temperaturrelä som larmar vid en gräns.

1. Fel kabel till termoelementet. Skarvar med kopparkabel eller kompensationskabel av fel typ kan ge fel på flera grader.
2. Tvåledarkoppling på långa kablar. Kabelns resistans läggs till mätvärdet. Använd tre eller fyra ledare, eller en transmitter nära givaren.
3. För kort neddoppningsdjup. Givaren känner av omgivningens temperatur via skyddsröret och visar fel, särskilt i rör med liten diameter.
4. Klassen gäller bara elementet. Transmitter och ingångskort har egna fel. Räkna på hela mätkedjan och kalibrera den som en helhet när noggrannheten är viktig.

Var används temperaturgivare?

• Livsmedel och läkemedel – PT100 i hygieniskt utförande för pastörisering, CIP-rengöring och kylrum.
• Fabrik och maskiner – olje- och kylvattentemperatur, lager och motorlindningar.
• Energi – fjärrvärme, värmepumpar, transformatorer och generatorer i vatten- och vindkraft.
• Ugnar och metall – termoelement typ K, N eller S i härdugnar, gjuterier och glastillverkning.
• Fordon och mobila maskiner – avgas-, kylvätske- och hydrauloljetemperatur.
• Laboratorier och medicinteknik – fyrledarkopplade PT100 för noggrann mätning och kalibrering.

Temperaturgivare hos SCN

Vi har temperaturgivare för vätskor och gaser i rörsystem från Wenglor, temperaturreläer från Tele Haase och I/O-moduler från Yaskawa och Moxa som läser PT100 och termoelement direkt. Berätta om temperatur, medium och signal, så hjälper vi dig att välja.

Exempel ur vårt sortiment

Vanliga frågor

Vad är skillnaden mellan PT100 och PT1000?

Båda är platinamotstånd enligt IEC 60751, men PT1000 har 1 000 Ω vid 0 °C. Kabelns resistans påverkar därför mindre, och PT1000 fungerar bättre med tvåledarkoppling. Instrumentet måste vara inställt på rätt typ.

Hur kontrollerar jag ett PT100 med en multimeter?

Mät resistansen mellan ledarna. Vid 0 °C ska den vara 100 Ω och vid 20 °C ungefär 108 Ω. Ett mycket högt värde tyder på avbrott, ett värde nära noll på kortslutning.

Vilket termoelement ska jag välja?

Typ K är allroundvalet upp till cirka 1 200 °C. Typ N är stabilare vid höga temperaturer, typ T passar för låga temperaturer och typ R, S och B för de allra högsta.

Vad betyder 1/3 DIN?

Ett PT100 med en tredjedel av toleransen i klass B, alltså ungefär ±(0,1 + 0,0017·|t|) °C. Det motsvarar klass AA i IEC 60751.

Varför visar mitt termoelement fel?

Vanliga orsaker är fel kompensationskabel, omvänd polaritet, fel termoelementtyp inställd i instrumentet eller en givare som åldrats av hög temperatur.