
Temperaturabhängiger Widerstand
Platin-Messwiderstand
Ein Platin-Messwiderstand ist ein Widerstandsthermometer, das zur Temperaturmessung eingesetzt wird. Die am häufigsten eingesetzten Platin-Widerstandsthermometer sind Pt100 und Pt1000. Die Bezeichnungen Pt100/Pt1000 beschreiben das verwendete Material des Widerstands, in diesem Fall Platin, und dessen Nennwiderstand R0 bei einer Temperatur von 0 °C. (R0,Pt100 = 100 Ω / R0,Pt1000 = 1 kΩ). Üblicherweise werden Pt100 und Pt1000 eingesetzt, andere Widerstandswerte sind ebenfalls möglich.
Widerstandsthermometer: Aufbau
Ein Platin-Widerstandsthermometer besteht aus einem elektrischen Widerstand aus Platin. Platin wird häufig aufgrund der konstanten elektrischen Eigenschaften bei Temperaturänderungen verwendet. Der Widerstand ist durch einen elektrischen Leiter mit den Anschlussdrähten verbunden. Die Komponenten werden durch ein Schutzgehäuse und entsprechende Isolierungen vor äußeren Einflüssen geschützt.
Widerstandsthermometer: Funktionsweise
Ein konstanter Strom fließt über die Anschlussleitungen durch das Widerstandsthermometer. Zwischen den beiden Anschlussleitungen wird eine elektrische Spannung gemessen, die vom Platin-Widerstand abhängig ist. Der lineare Zusammenhang zwischen dem elektrischen Widerstand des Platin-Leiters und der Temperatur wird zur Temperaturmessung ausgenutzt. Steigt die Temperatur, dann steigt ebenfalls der elektrische Widerstand. Dadurch wird ebenfalls eine andere Spannung zwischen den Leitern gemessen, die zur Berechnung der Temperatur dient.
Pt100/Pt1000-Widerstand in Temperatur umrechnen

Der lineare Zusammenhang zwischen dem elektrischen Widerstand des Platin-Leiters und der Temperatur wird zur Temperaturmessung ausgenutzt.
Patrick Targonski, Produktmanager bei autosen


Widerstandsthermometer Kennlinie
Die Kennlinie stellt den linearen Zusammenhang zwischen elektrischem Widerstand und Temperatur dar. Konkrete Werte für Pt100 und Pt1000 können grafisch aus den Pt100 Kennlinien / Pt1000 Kennlinien ermittelt oder direkt aus der Pt100 Tabelle / Pt1000 Tabelle ausgelesen werden. Platin eignet sich als Material besonders gut, weil es eine hohe Langzeitstabilität und besonders konstante elektrische Eigenschaften bei hohen Temperaturen aufweist. Somit ist die Kennlinie bei Platinwiderständen auch bei hohen Temperaturen sehr linear. Durch das Beimengen anderer Fremdstoffe zu Platin werden diesbezüglich noch bessere Ergebnisse erzielt.
Pt100 Kennlinie

Widerstandstabelle Pt100
Pt1000 Kennlinie

Widerstandstabelle Pt1000
Was ist genauer: Pt100 oder Pt1000?
Die Platinwiderstände Pt100 und Pt1000 werden in beiden Toleranzklassen A und B angeboten. Somit stellt sich die Frage, welcher Temperaturfühler genauer ist. Die Toleranzklasse A ist genauer als die Toleranzklasse B. Doch ein Pt100-Messwiderstand besitzt eine ähnliche Messgenauigkeit wie ein Pt1000-Fühler der gleichen Toleranzklasse. Beide Temperaturfühler haben jedoch unterschiedliche Anfälligkeit für Messfehler, die in den folgenden Abschnitten thematisiert wird.
Einfluss des Leiterwiderstands auf die Genauigkeit
Die Temperaturmessung bei Pt100/Pt1000 erfolgt über eine elektrische Widerstandsänderung. Andere elektrische Widerstände, wie zum Beispiel der Leitungswiderstand von Anschlusskabeln, wirken sich negativ auf die Messgenauigkeit der Temperaturmessung aus. Der Widerstand hängt von dem Material (meist Kupfer), der Länge und dem Querschnitt des Kabels ab. Die Größenordnung des Messfehlers wird am Beispiel eines 50m Kabels mit 2-Leitermessung gezeigt.
Wenn ein Pt100 Sensor über ein 50 m Kabel an die Messelektronik angeschlossen wird, dann ist der tatsächlich gemessene Widerstand aufgrund des Leiterwiderstands um 5,25 Ohm größer, wodurch die Temperaturmessung beeinträchtigt wird. Jedes Ohm Leitungswiderstand ergibt einen Messfehler von ca. 2,5 Kelvin. Somit ergibt sich ein Messfehler von ca. 13 °C. Der Widerstand eines Pt1000-Widerstands ist zehnmal so groß wie bei einem Pt100 Sensor, also ist der Einfluss des elektrischen Leiters um den Faktor zehn kleiner. Der Messfehler kann - wie im Beispiel erläutert – berechnet werden und vom tatsächlichen Messergebnis abgezogen werden. Alternativ kann eine andere Messschaltung verwendet werden, die den Fehler kompensiert.

Faustregel: „Jedes Ohm Leitungswiderstand ergibt einen Messfehler von ca. 2,5 Kelvin.
Patrick Targonski, Produktmanager bei autosen


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