PRODUKTE
ÜBER
Einführung
Tempsens RTD-Widerstandsthermometer sind die erste Wahl, wenn es auf genaue und reproduzierbare Temperaturmessungen ankommt. Diese Sensoren, allgemein als Widerstandsthermometer bekannt, werden in Branchen eingesetzt, in denen eine stabile und zuverlässige Leistung wichtig ist – wie beispielsweise in Kraftwerken und pharmazeutischen Laboren.
Ob Sie einen Platin-Widerstandstemperatursensor für präzise Laborarbeiten oder für anspruchsvolle industrielle Anwendungen mit Vibrationen und Hitze benötigen, die RTD-Widerstandstemperaturdetektoren von Tempsens sind so konstruiert, dass sie jederzeit zuverlässige Ergebnisse liefern.
RTDs mit Thermohülsen / Schutzrohren
Widerstandsthermometer verwenden Metalle, die bei Erhitzung ihren elektrischen Widerstand verändern. Platin ist das am häufigsten verwendete Material für industrielle RTDs.
Mineralisolierte RTDs
Mantelwiderstandsthermometer werden mit Platin-Messwiderständen Pt100Ω nach DIN IEC 751 gefertigt.
Spezielle Widerstandstemperaturfühler
Tempsens bietet eine große Auswahl an Widerstandstemperaturfühlern in Sonderausführung für verschiedene Industrieanwendungen.
Über Widerstandstemperaturdetektoren
Zusammenhang zwischen Widerstand und Temperatur
Der Zusammenhang zwischen Widerstand und Temperatur wird als Maß für die Widerstandsänderung des Bauteils pro Grad Temperaturänderung ausgedrückt. Diese relative Widerstandsänderung wird als Temperaturkoeffizient des Widerstands (α) bezeichnet und bleibt über den gesamten Temperaturbereich des Sensors nahezu konstant.
Platin ist ein bevorzugtes Material für RTD-Sensoren, da es im Gegensatz zu anderen Komponenten eine ausgesprochen lineare Widerstands-Temperatur-Kennlinie aufweist, die über einen weiten Temperaturbereich reproduzierbar ist. Dieser lineare Temperaturbereich erstreckt sich von (–272,5) °C bis (961,78) °C. Aufgrund seiner chemischen Inertheit ist es zudem ideal für den Einsatz in jeder Umgebung geeignet.
Die für den internationalen Temperaturskalenstandard (ITS-90) hergestellten Sensoren sind Platinsensoren. Kupfer weist ebenfalls eine gute lineare Widerstands-Temperatur-Beziehung auf, oxidiert jedoch oberhalb von 150 °C und ist daher für höhere Temperaturen ungeeignet. Nickel zeigt oberhalb von 300 °C eine nichtlineare Beziehung, was seinen Temperaturbereich einschränkt.
Der Widerstand bei 0 °C wird als Widerstand bezeichnetR Es handelt sich dabei um einen wichtigen Parameter, der definiert werden muss. Das am häufigsten verwendete Widerstandselement in RTDs (Widerstandsthermometern) ist Platin mit einem Widerstand von 100 Ω bei 0 °C. Daher wird es auch als RTD PT100-Sensor bezeichnet. Platin-RTDs eignen sich für Temperaturbereiche von –200 °C bis 850 °C. Industrielle RTDs werden üblicherweise bis 400 °C eingesetzt.
Die direkte Abschätzung des Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur erfolgt im Bereich von 0 °C bis 100 °C:
α = (R100 – R0) / (R0 × ΔT)
Wo:
R100 ist der RTD-Widerstand des Sensors bei 100 °C.
R0 ist der RTD-Widerstand des Sensors bei 0 °C.
ΔT ist die Temperaturdifferenz
Reines Platin hat einen spezifischen Widerstand von α = 0,003926 Ω/(Ω•°C) im Temperaturbereich von 0–100 °C.
Der in den Normen IEC 60751 und ASTM E-1137 festgelegte zulässige Wert beträgt α = 0,00385 Ω/(Ω•°C). Die Bestimmung von α wird durch ein Verfahren namens Dotierung beeinflusst, bei dem gezielt Verunreinigungen in das Atomgitter von Platin eingebracht werden.
Vorteile von RTD
- Hohe Wiederholgenauigkeit und Präzision
- Breiter RTD-Temperaturbereich zwischen –200°C und +850°C
- Kundenspezifische RTD-Sonden und -Baugruppen
- Alle Sensoren werden gemäß internationalen Standards wie ATEX, IECEx, CCOE/PESO, UL, CE und NABL hergestellt.
Angebotene RTD-Sensortypen
Tempsens bietet eine umfangreiche Auswahl an RTDs (Widerstandsthermometern), wie zum Beispiel:
- Anschlussdrahtkonfiguration – 2-, 3- und 4-Draht-RTDs
- Mineralisolierter RTD (MI RTD) – Hochflexibel, stoßfest und platzsparend
- Platin-RTD-Sensor – Serien pt100, pt500, pt1000 und pt5000
- Spezielle RTD-Temperatursensoren für Lager, Transformatorwicklungen, Kernkraftwerksanwendungen usw.
Sie alle unterscheiden sich in ihrem Temperaturmessbereich, der Kabelanordnung und der Bauweise. Wir bieten Ihnen fachkundige Empfehlungen, um Sie bei der Auswahl des passenden Produkts zu unterstützen.
RTD-Anwendungen (Widerstandstemperatursensoren) – Herausforderungen und Tempsens-Lösungen
| Industrie | Herausforderungen | Tempsens RTD-Lösungen |
| Kraftwerke | Sensorausfall, starke Vibrationen, ungenaue Abgas-/Dampftemperatur | RTD mit Schutzrohre (Edelstahl, warmgewalzter Stahl 446, Inconel, Monel, Hastelloy, Keramik usw.) |
| Stahl | Feuerfestauskleidungsversagen, Wärmeverlust der Gießpfanne, ungleichmäßige Erwärmung | MI RTDs, Fast Response RTDs |
| Chemieanlagen | Korrosion, Beschichtungsversagen, Mehrpunkt-Temperaturzonen | Teflon-/PVC-beschichtete Widerstandsthermometer, Mehrpunkt-Widerstandsthermometer, explosionsgeschützte Widerstandsthermometer (Ex-IIA/IIB, EX-D, ATEX-Kopf) |
| Pharma | Einhaltung von Hygienevorschriften, Kalibrierungsprobleme, häufige Sensorausfälle | Hygienische RTDs mit Tri-Clover-Thermoelement, Präzisions-RTDs der Klasse A, Schnellmontage- und CIP/SIP-RTDs |
| Zement | Bereiche mit hohem Abrieb, Schlackenbildung, Überwachung der Sekundärlufttemperatur | Ofenwalzen-RTDs, WHRB – Wassertemperatur-RTD, Trichterheizungs-RTD, Stützisolator-RTD |
| Öl und Gas | Mechanische Vibrationen, eingeschränkter Sensorzugang | Haut-RTDs mit Dehnungsschleifen, vibrationsfeste RTDs, Lager-RTDs |
Warum Tempsens RTDs wählen?
Die Auswahl des richtigen Widerstandsthermometers (Widerstandstemperatursensors) hat nicht nur Auswirkungen auf die Leistung, sondern auch auf die Anlagensicherheit, die Energieeffizienz und die Einhaltung der Qualitätsstandards.
Darum vertrauen Marktführer auf die RTD-Widerstandstemperatursensoren von Tempsens:
- Mehr als 35 Jahre Erfahrung in der Thermometrie
- Globally reputed resistance temperature device manufacturer with certifications like ATEX, IECEX, CE, NABL
- Umfangreiches Tempsens RTD-Sortiment für alle Branchen und Temperaturbedingungen
- Umfassende Unterstützung von der Auswahl bis zur Kalibrierung
Tempsens ist nicht nur ein Lieferant von Widerstandstemperatursensoren – wir sind Lösungspartner, die Sie beim Kauf von Temperatursensoren unterstützen, die wirklich einen Unterschied machen.
Häufig gestellte Fragen
Häufig gestellte fragen
Finden Sie Antworten auf häufig gestellte Fragen zum Widerstandstemperaturdetektor.
Ein Pt100-Widerstandsthermometer (RTD) ist ein auf Platin basierender Temperatursensor mit einem Widerstand von 100 Ω bei 0 °C. Ein Schutzrohr ist eine geschlossene Metallhülse, die das RTD vor den Prozessbedingungen wie Druck, chemischen Einflüssen, Strömungsgeschwindigkeit und mechanischen Stößen schützt. Das Schutzrohr ermöglicht den Austausch oder die Neukalibrierung des RTD ohne Prozessunterbrechung.
Platin weist ein nahezu lineares und extrem stabiles Widerstands-Temperatur-Verhältnis auf und zeigt eine geringe Drift über die Zeit. Pt100-Elemente zeichnen sich durch gleichbleibende Genauigkeit, gute Wiederholbarkeit und sehr gute Materialstabilität über einen weiten Temperaturbereich (-200 °C bis 850 °C) aus und gelten daher international als Standard für angemessene Genauigkeit bei industriellen Temperaturmessungen.
Die Auswahl hängt vom Systemdesign ab:
- Pt100 wird bevorzugt für hochpräzise industrielle Systeme mit 3- oder 4-Leiter-Konfigurationen eingesetzt, bei denen der Kabelwiderstand kompensiert werden kann.
- Pt1000 ist vorteilhaft bei 2-Draht-Schaltungen, langen Kabelstrecken und batteriebetriebenen oder leistungsschwachen Installationen, da der höhere Basiswiderstand den Einfluss des Leitungswiderstands verringert und die Selbsterwärmungseffekte reduziert.
Beide Angaben sind korrekt; die Wahl hängt von der Verdrahtungskonfiguration, der zulässigen Unsicherheit und den Installationsbedingungen ab.
Ein RTD (Widerstandsthermometer) ist ein hochpräziser Temperatursensor, der durch Messung des elektrischen Widerstands funktioniert. Mit der Temperaturänderung ändert sich auch der Widerstand der RTD-Elemente (üblicherweise aus Platin) auf vorhersehbare Weise. Diese Widerstandsänderung wird dann in einen Temperaturmesswert umgewandelt.
RTD-Temperatursensoren basieren auf dem Prinzip, dass der elektrische Widerstand eines Metalls mit steigender Temperatur vorhersagbar zunimmt. Mit steigender Temperatur schwingen die Atome des Metalls stärker, wodurch der Elektronenfluss erschwert wird – der Widerstand steigt. Durch Messung dieser Widerstandsänderung lässt sich die entsprechende Temperatur präzise berechnen.
Ein RTD-Widerstandsthermometer misst die Temperatur, indem es die Veränderungen des elektrischen Widerstands eines Metalls, üblicherweise Platin, überwacht.
Das Funktionsprinzip des RTD-Sensors beruht auf der Tatsache, dass sich der Widerstand mit der Temperatur in bekannter Weise ändert, wodurch genaue und stabile Temperaturmesswerte ermöglicht werden.
Berücksichtigen Sie Parameter wie Temperaturbereich, Präzision, Umgebungsbedingungen (Vibration, Chemikalien), Ansprechzeit und Installationsart. Wählen Sie Materialien und Konstruktion entsprechend aus.
RTDs werden in der Stahl-, Pharma-, Lebensmittel-, Erdöl-, HLK-, Luft- und Raumfahrtindustrie, in Kraftwerken und in der industriellen Automatisierung zur genauen Temperaturmessung und -regelung eingesetzt.
Die Callendar-Van-Dusen-Gleichung wird zur Definition des RTD-Widerstands verwendet:
R(t) = R₀(1 + At + Bt² + C(t – 100)t³), wobei A, B, C Konstanten sind.
Gängige Werkstoffe sind Platin (am präzisesten), Kupfer, Nickel und Nickel-Eisen-Legierungen – ausgewählt nach Stabilität, Linearität und Korrosionsbeständigkeit.
Platin ist sehr stabil und hat einen großen Messbereich; Kupfer ist wirtschaftlich, aber hat einen niedrigen Widerstand; Nickel ist sehr empfindlich, aber nichtlinear.
Platin-RTDs arbeiten im Allgemeinen im Bereich von –200°C bis +850°C, während Kupfer- und Nickelversionen niedrigere Temperaturschwellenwerte aufweisen, die durch ihre Bauart und die verwendeten Materialien bestimmt werden.
IEC 751 legt Toleranzen für RTDs fest:
Klasse A = ±(0,15 + 0,002×t)°C;
Klasse B = ±(0,3 + 0,005×t)°C;
Es gibt weitere Klassen wie 1/3 DIN und 1/5 DIN, die für eine höhere Präzision vorgesehen sind.
Es handelt sich um hochreine Platin-RTDs gemäß ITS-90-Standards, die in metrologischen Laboren für präzise und wiederholbare Messungen eingesetzt werden.
RTDs bestehen aus einem Sensorelement (Draht oder Folie), Isolatoren, Zuleitungen und einer Schutzabdeckung. Sie können als Dünnschicht-, Spulen- oder mineralisolierte RTDs ausgeführt sein.
Bei dieser Bauform wird ein zu einer Helix gewickelter Platindraht verwendet, der zur Stabilisierung in ein Keramikrohr eingesetzt wird. Sie eignet sich für präzise Labor- und Industrieanwendungen.
Platindraht wird um einen Dorn gewickelt und hier mit Glas oder Keramik ummantelt, was eine verbesserte Vibrationsfestigkeit und moderate Genauigkeit gewährleistet.
RTDs arbeiten mit 2-, 3- oder 4-Leiter-Konfigurationen. Zusätzliche Drähte gewährleisten die Eliminierung des Leitungswiderstands und eine höhere Messgenauigkeit.
Eine einfache Konfiguration, bei der ein einzelner Anschlussdraht an beide Enden des Elements angeschlossen wird. Sie ist zwar einfach, hat aber den Effekt, dass der Leitungswiderstand mitgemessen wird, was die Genauigkeit verringert.
Es handelt sich um die beliebteste industrielle Konfiguration; sie gleicht den Leitungswiderstand aus, wenn alle Leitungen den gleichen Widerstand aufweisen.
Es wird in Anwendungen eingesetzt, die Präzision erfordern, und eliminiert vollständig die Auswirkungen des Leitungswiderstands, indem es die Spannung entlang eines bekannten Strompfads misst.
Die RTD-Verdrahtung folgt im Allgemeinen Farbcodes: zwei rote und ein weißer Draht für 3-Draht-Systeme; zwei rote und zwei weiße Drähte für 4-Draht-Systeme.
Diese RTDs sind in verdichtetem MgO innerhalb einer Metallhülle untergebracht und sind dadurch vibrationsfest und flexibel sowie für den Einsatz in rauen Umgebungen geeignet.
Typische Fehlerquellen sind der Widerstand der Zuleitungen, Isolationsdurchschläge, Eigenerwärmung, mechanische Beanspruchung und langfristige Kalibrierungsdrift.
Konformität gewährleistet eine standardisierte Leistung der Sensoren; eine höhere Konformität bedeutet eine größere Austauschbarkeit ohne Neukalibrierung.
Die Empfindlichkeit ist ein Maß dafür, wie stark sich der Widerstand pro Grad ändert; eine höhere Empfindlichkeit verbessert die Messauflösung und die Signalintensität.
Ein hoher Isolationswiderstand vermeidet Kurzschlussfehler und gewährleistet, dass die Messwerte des RTD korrekt sind und nicht durch Leckströme beeinflusst werden.
Die Strommessung führt zu einer geringen Eigenerwärmung. Wird diese nicht abgeführt, entstehen Messfehler. Eine Reduzierung des Stroms oder eine verbesserte Wärmeabfuhr verringern diesen Effekt.
Sie bestimmt die Geschwindigkeit, mit der der RTD auf Temperaturänderungen reagiert. Reduzierte Zeitkonstanten ermöglichen eine schnellere Reaktion in dynamischen Anwendungen.
Die Wiederholbarkeit garantiert, dass der RTD unter gegebenen Bedingungen die gleichen Messwerte liefert, was für eine zuverlässige und konsistente Prozesssteuerung und Datenerfassung unerlässlich ist.
Die Langzeitbeständigkeit gegenüber Drift wird durch Stabilität dargestellt. Platin-RTDs weisen eine ausgezeichnete Stabilität auf, insbesondere in rauen industriellen Umgebungen.
Eine geeignete Verpackung erleichtert den Wärmeaustausch, schützt das Heizelement und gewährleistet Präzision und schnelle Reaktionsfähigkeit in der gewünschten Umgebung.
Hierbei handelt es sich um robuste RTD-Baugruppen, die in Schutzhüllen eingeschlossen sind und für das direkte Eintauchen oder industrielle Installationen innerhalb eines Tauchrohrs verwendet werden.
Die Sondenbaugruppen bestehen aus dem RTD-Sensor, der Schutzhülle, den Anschlussdrähten und dem Montagezubehör, um die Spezifikationen für den Prozessanschluss zu erfüllen.
Flexible RTDs sind dünne, flexible Sensoren, die auf gekrümmten oder unregelmäßigen Oberflächen eingesetzt werden und in beengten Bereichen eine schnelle Reaktion und hohe Genauigkeit bieten.
Diese RTDs sind für kundenspezifische Anwendungen wie Oberflächenmontage, eingebettete Sensoren oder flexible Streifenformen in OEM-Geräten konzipiert.
RTDs werden in Umgebungen wie der Prozessindustrie, Laboren, der Pharmaindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Energiewirtschaft und der HLK-Technik eingesetzt, wo eine genaue und gleichmäßige Temperaturregelung erforderlich ist.
Sie bieten hervorragende Genauigkeit, dauerhafte Stabilität, einen breiten Temperaturbereich und eine hohe Wiederholgenauigkeit und sind daher ideal für Anwendungen mit präziser Temperaturregelung.
RTDs sind teurer als Thermoelemente, reagieren langsamer und sind bei extrem hohen Temperaturen (über 850°C) weniger geeignet.
