Häufig gestellte Fragen zu RTDs und Thermoelementen
RTDs
Produktübersicht
Was ist ein RTD?
Ein RTD (Resistance Temperature Detector) ist ein Temperatursensor, dessen Widerstand sich ändert, wenn sich seine Temperatur ändert. Der Widerstand steigt mit zunehmender Temperatur des Sensors. Das Verhältnis Widerstand versus Temperatur ist bekannt und im Laufe der Zeit wiederholbar.
Ein RTD ist ein passives Gerät. Er produziert nicht selbst ein Ausgangssignal. Externe elektronische Geräte werden verwendet, um den Widerstand des Sensors zu messen, indem schwacher elektrischer Strom durch den RTD-Sensor geleitet wird, um eine Spannung zu erzeugen.
Thermoelemente
Produktübersicht
Was ist ein Thermoelement?
Ein Thermoelement ist ein Gerät, das aus zwei verschiedenen Leitern (in der Regel Metalllegierungen) besteht, die eine Spannung erzeugen, die proportional zu einem Temperaturunterschied zwischen beiden Enden des Aderpaars ist. Im Gegensatz zu den meisten anderen Methoden der Temperaturmessung sind Thermoelemente selbst angetrieben und benötigen keine Anregung.
Was ist der Unterschied zwischen einem Thermistor und einem RTD-Sensor?
Die drei Hauptunterschiede zwischen RTDs und Thermoelementen sind der Temperaturbereich, die Genauigkeit/Stabilität und die Reaktionszeit.
| RTD | Thermoelement | |
|---|---|---|
| Temperatur | Enger Temperaturbereich: –200 °C bis 600 °C | Breiterer Temperaturbereich von –200 °C bis 2000 °C |
| Genauigkeit und Stabilität: | Höhere Genauigkeit und über viele Jahre stabile Leistung | Kann weniger genau sein und im Laufe der Zeit driften |
| Reaktionszeit | 1 bis 7 Sekunden | Weniger als eine Sekunde |
RTD-Grundlagen
Was ist ein RTD-Element?
Das RTD-Element ist das Bauteil, das die eigentliche Messung durchführt. Abhängig von der vorgesehenen Funktion und der bei der Herstellung eingesetzten Technologie kann ein Element über Spulen und/oder unterschiedliche Strukturen verfügen, um ein Signal zu erzeugen, das anschließend zur Messung von Änderungen verschiedener Energieeigenschaften verwendet wird.
Was sind die gängigsten RTD-Elementtypen?
Die beiden gängigsten Typen von RTD-Sensorelementen sind Dünnschichtelemente und drahtgewickelte Glaselemente. Drahtgewickelte Elemente gibt es in der Regel in zwei Arten – Glas und Keramik. Die Herstellung drahtgewickelter Elemente ist arbeitsintensiv, weshalb sie in der Regel teurer sind als Dünnschichtelemente.
Ein Dünnschichtelement wird durch die Verwendung einer Technologie namens Photolithographie hergestellt. Diese Technologie ermöglicht es, das Sensorelement robuster, kleiner, genauer und kostengünstiger als herkömmliche drahtumwickelte Elemente zu machen.
Was ist der Vorteil einer 3-Leiter-Konfiguration gegenüber einer 2-Leiter-Konfiguration bei einem RTD-Sensor?
Anschlussleitungen können Fehler bei Widerstands- und Temperaturmessungen verursachen. Je länger die Anschlussleitungen sind, desto größer ist die Erhöhung des gemessenen Widerstands, was zu einer höheren Temperaturanzeige als dem tatsächlichen Wert führt. Eine dritte Anschlussleitung kann die Einflüsse der ersten beiden kompensieren und dadurch die Messgenauigkeit verbessern.
Thermoelement-Grundlagen
Was sind die gängigsten Thermoelementtypen?
TE verwendet vier standardmäßige Thermoelement-Kalibrierungstypen: J, K, T und E. Die Auswahl eines Thermoelementtyps umfasst in der Regel Anforderungen an Materialien, Betriebstemperaturbereiche, Toleranzen, Drahtgröße, Anwendungsumgebung und Aufbau.
Was sind die Unterschiede zwischen einem geerdeten und einem ungeerdeten Thermoelement?
Bei einem geerdeten Thermoelement steht die Messstelle in direktem Kontakt mit der Umhüllung – einer schützenden Metallhülle. Dies ermöglicht zwar eine schnellere Ansprechzeit, eine geerdete Spitze kann jedoch anfällig für elektromotorische Kräfte (EMK) in der Umgebung sein, was zu potenziellen Messfehlern führen kann. Eine ungeerdete Messstelle hat keinen direkten Kontakt mit dem Metallgehäuse. Sie weist eine langsamere Ansprechzeit auf, liefert jedoch mit geringerer Wahrscheinlichkeit fehlerhafte Messwerte.
Was sind kalte und heiße Kreuzungen?
Eine Verbindungsstelle ist ein Punkt, an dem zwei unterschiedliche Metalle miteinander verbunden sind. Bei einem Thermoelement wird eine Kaltstelle (auch Referenzstelle genannt) auf einer bekannten und stabilen Temperatur gehalten. Die Standardtemperatur beträgt 32 °F (0 °C). Eine Heißstelle (auch Messstelle genannt) erfasst die Temperatur eines unbekannten Objekts oder einer unbekannten Umgebung.
Standard-Widerstandstabelle für RTDs bei 0 °C basierend auf Elementtyp, Basiswiderstand (Ohm) und Temperaturkoeffizient des Widerstands (TCR).
