Sensoren - HTL Wien 10

MESSTECHNIK KOMPENDIUM Sensoren Berufskolleg Olsberg 2004/2005
Messfehler:
Eigenerwärmung:
Um den Widerstand eines PT-100 Sensors zu messen, muss dieser von einem Strom
durchflossen werden. Der Messstrom erzeugt eine Verlustleistung und damit Wärme am Sensor.
Der damit verbundene Messfehler einer höheren Temperaturanzeige hängt von verschiedenen
Einflussgrößen ab:
Höhe des Temperatur-Messwiderstandes
Ein Pt 1000 Sensor wird zehnmal stärker erwärmt als ein Pt 100 Widerstand.
Ableitung der erzeugten Wärme
Die Messarmatur sollte so eingebaut werden, dass sie optimal vom Medium umspült ist. Je
höher die Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden Mediums, desto höher der
Wärmeabtrag.
Messstrom
Es ist ein Messstrom von 1 mA üblich. Dies bedeutet eine Verlustleistung von 0,0001 Watt
Ist der Eigenerwärmungskoeffizient (E) der Messarmatur bekannt, so kann der optimale
Messstrom bei gewünschtem max. Messfehler über nachfolgende Formel errechnet werden.
E=t/(R/I²)
E=Eigenerwärmungskoeffizient,
t= (angezeigte Temperatur) – (Temperatur des Medium)
R=Widerstand des Temperatursensors
Wärmekapazität und Wärmeleitung der Messarmatur
Beim Einbau des Pt100 Messwiderstandes muss für optimalen Temperaturübergang gesorgt
werden (z.B.: Wärmeleitpaste, geeignetes Isolationsmaterial). Das Material der Einbauarmatur
sollte möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit
Leitungsfehler:
Der Leitungsfehler resultiert aus dem Anschluss des Pt 100-Widerstandes an die
Auswerteelektronik mit einer 2-adrigen Anschlussleitung (Zweileiter-Anschluss). Dabei geht
der Widerstand der Anschlussleitung als Fehler in die Messung ein.
Besonders bei langen Anschlussleitungen und kleinem Leitungsdurchmesser kann es dabei zu
erheblichen Messfehlern kommen. Bei modernen Auswertegeräten kann der Widerstand der
Anschlussleitung kompensiert werden, jedoch können Temperaturschwankungen an der Leitung
nicht berücksichtigt werden. Die Widerstände des Pt100 und der Anschlussleitung addieren sich,
es kommt zur Anzeige einer höheren Temperatur.
Abhilfe schafft der Anschluss des PT100 in 4-Leitertechnik.
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