Platin-Temperatursensoren sind Temperatursensoren die als Messeffekt die Abhängigkeit des elektrischen Widerstands von der Temperatur bei Platin anwenden. Der elektrischen Eigenschaften von das Widerstandsmaterial macht einem hochpräzise Temperaturmessung moglich und werden deswegen eingesetzt zum Einbau in Widerstandsthermometer. Erfahren Sie mehr über den Temperatursensoren!
Temperatursensoren sind elektronische Bauteile, die ein elektrisches Signal als Maß für die Temperatur liefern. Als Widerstandsmaterial für Temperatursensoren hat sich in der industriellen Messtechnik Platin durchgesetzt. Zu seinen Vorteilen zählen die hohe chemische Beständigkeit, vergleichsweise leichte Bearbeitbarkeit (insbesondere zur Drahtherstellung), die Möglichkeit der hochreinen Darstellung und die gute Reproduzierbarkeit der elektrischen Eigenschaften.
Diese Eigenschaften werden in der europäischen Norm DIN EN 60 751 vollständig festgelegt, sodass für den Platinmesswiderstand wie kaum einen anderen Temperatursensor eine universelle Austauschbarkeit besteht. Zu diesen Festlegungen zählen die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes, die in einer Grundwertreihe festgeschrieben ist, der Nennwert sowie die zugehörige Bezugstemperatur und die zulässigen Grenzabweichungen. Auch der Temperaturbereich wird in der Norm festgelegt, er reicht von -200 bis +850 °C.
Die Bauform des Platinsensors unterscheidet sich nach dem Einsatzgebiet; prinzipiell hat man in der Vergangenheit zwischen drahtgewickelten und Dünnschichtwiderständen unterschieden. Während Dünnschichtwiderstände immer aus einer auf ein Keramiksubstrat aufgebrachten Platinschicht bestehen, kann bei drahtgewickelten Widerständen der Drahtwendel in Glas eingeschmolzen oder in Pulver eingebettet sein. In der Industrie haben sich mittlerweile die Dünnschichtwiderstände durchgesetzt.
Hier werden bevorzugt Platin-Chip-Temperatursensoren mit Anschlussdrähten oder in SMD-Bauform verwendet.
Bei Platin-Chip-Temperatursensoren mit Anschlussdrähten gibt es innerhalb der Reihe verschiedene Bauformen, die sich im Wesentlichen in folgenden Eigenschaften unterscheiden:
Bei dem Platin-Chip-Temperatursensor in SMD Bauform gibt es im Vergleich zu den Sensoren mit Anschlussdrähten nicht so viele unterschiedliche Ausführung. Das Hauptunterscheidungsmerkmal ist hier die Platzierung der Kontaktfläche. Diese kann als Rundumkontakt, als einseitiger Kontakt oder mit einseitigem Kontakt und lötbarer Rückseite hergestellt werden. Gegenüber Bauformen mit Anschlussdrähten sind SMD-Temperatursensoren speziell für die automatische Bestückung auf Leiterplatten in Großserienfertigung konzipiert.
Ein Temperatursensor ist in verschiedenen Nennwerten erhältlich. Diese sind in der Regel Pt100, Pt500 oder Pt1000.
Der Nennwert oder Nennwiderstand R0 ist der Widerstandswert bei 0°C. Gemäß DIN EN 60 751 ist für den Nennwert ein Wert von 100 Ω definiert, man spricht daher vom Pt 100-Widerstand. Zulässig sind auch die Vielfachen von diesem Wert, so werden Messwiderstände mit Nennwerten von 500 Ω und 1000 Ω angeboten. Ihr Vorteil liegt in einer höheren Empfindlichkeit, das heißt einer stärkeren Änderung ihres Widerstandes mit der Temperatur (Pt 100: ca. 0,4 Ω/K; Pt 500: ca. 2,0 Ω /K; Pt 1000: 4,0 Ω /K).
Pt100 Kennlinie
Im Video bekommen Sie einen Überblick über Aufbau und Funktionsweise von Widerstandsthermometern, in denen Temperatursensoren eingesetzt werden.
Die Genauigkeit der Temperatursensoren wird in sogenannte Toleranzklassen oder Genauigkeitsklassen eingeteilt.
Es gibt 4 Genauigkeitsklassen: F0,1; F0,15; F0,3 und F0,6.
Für jede Klasse ist eine maximale Toleranz bzw. Grenzabweichung definiert.
Genauigkeitsklassen für Messwiderstände:
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Für Schichtwiderstände |
Grenzabweichung °C |
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Klasse |
Bereich der Gültigkeit °C |
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F 0,1 |
0 bis +150 |
± (0,1 + 0,0017|t|) |
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F 0,15 |
-30 bis +300 |
± (0,15 + 0,002|t|) |
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F 0,3 |
-50 bis +500 |
± (0,3 + 0,005|t|) |
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F 0,6 |
-50 bis +600 |
± (0,6 + 0,01|t|) |
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a|t|= Betrag der Temperatur in °C ohne Berücksichtigung des Vorzeichens |
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Platin-Chip-Temperatursensoren mit Nennwert Pt100, aber auch Pt1000 und Pt500 werden in der Regel nicht direkt zur Temperaturmessung verwendet. Sie werden entsprechend verbaut und ergeben so einen industrietauglichen Temperaturfühler, ein sogenanntes Widerstandsthermometer.
