FAQ

Weerstandsthermometers

Kunnen elektrische thermometers gekalibreerd worden?

Weerstandsthermometers (bijv. meetelementen) kunnen niet gekalibreerd worden. Omdat elektrische thermometers normaal gesproken aangesloten worden op een meetinstrument of evaluatie-eenheid, kan alleen de gehele meetketen worden gemeten.
Meetelementen kunnen echter onderworpen zijn aan een ontwerptest met een ontwerptestcertificaat.
Toepassingsgebied: bijv. weerstandsthermometers voor minerale oliemeetinstrumenten.

Hoe werkt een weerstandsthermometer?

De elektrische weerstand van de sensor van een weerstandsthermometer verandert met de temperatuur. Omdat de weerstand van meetresistoren conform EN 60751 (2009-05) toeneemt bij stijgende temperatuur, noemen we ze PTC (Positive Temperature Coefficient). Pt100 of Pt1000 meetresistoren worden normaal gesproken gebruikt voor industriële toepassingen. De thermometers waar EN 60751 centraal staat zijn vastgelegd in DIN 43735.



Hoe hoog is de toegestane trillingsbelasting voor WIKA-Pt100 voelers?

Het standaard WIKA meetelement staat gebruik tot 3 g toe (amplitude). Dit komt overeen met een belasting van 6 g, piek-naar-piek, conform DIN EN 60751 (58,86 m/s^2). In EN 60751 wordt slechts 20-30 m/s^2 piek-naar-piek gespecificeerd (1 g = 9,81 m/s^2). Het trillingsbestendige ontwerp is geschikt voor tot 20 g piek-naar-piek. Op aanvraag zijn speciale ontwerpen tot 50 g mogelijk.
(De hierboven vermelde waarden zijn te allen tijde van toepassing op de trillingsbelasting direct op de meetresistor.)

Hoe wordt de nauwkeurigheidsklasse berekend?

Conform DIN EN 60751 Punt 5.1.3 Tabel 3 in °C.

Klasse AA (0,1+0,0017 * t).
Klasse A (0,15+0,002 * t).
Klasse B (0,3+0,005 * t).
Klasse C (0,6+0,01 * t)

Hoe groot is de meetfout veroorzaakt door de interne draadweerstand met een Pt100 ingebouwd in een MI-kabel met Cu interne draden in een 2-draads aansluiting?

D=3 mm : 0,28 Ohm/m = 0,7 K/m (meetfout).
D=6 mm : 0,1 Ohm/m = 0,25 K/m (meetfout).
(D=externe diameter van de MI-kabel)

Hoe dik is de wanddikte van een MI-kabel?

De meeste fabrikanten geven een minimale wanddikte die overeenkomt met 10% van de externe diametere van de MI-kabel.

Wat zijn 2-, 3- en 4-draads circuits?

Ze beschrijven het aantal draden waarmee de meetresistor (bijv. een Pt100) is aangesloten. Omdat met de eenvoudigste 2-draads aansluiting de draadweerstand het meetresultaat kan vervalsen, kan deze negatiefe invloed worden gecompenseerd in de 3- of 4-draads aansluiting, en de nauwkeurigheid van de meting worden verbeterd.

Wat zijn met mineralen geïsoleerde (MI) kabels?

Met mineralen geisoleerde kabels voor weerstandsthermometers bestaat uit een of meer koperen draden die ingebed zijn in zeer compact magnesiumoxide en omhuld in een behuizingsbuis gemaakt van bijv. 1.4571 roestvrij staal. Voor thermokoppels worden in plaats van koperen draden thermokoppelkabels gebruikt die geschikt zijn voor het soort thermokoppel. Het meest algemene standaard hulsmateriaal voor thermokoppels is Inconel 2.4816.

Wat zijn de Callendar-van-Dusen-coëfficiënten en hoe bereken ik die?

De Callendar-van-Dusen-coëfficiënten worden gebruikt om een polynomiale functie te beschrijven van de feitelijke kenmerken van een platina meetresistor. Deze kunnen in een transmitter worden opgeslagen en vergroten dus de nauwkeurigheid van de gehele meetketen. Om de Callendar-van-Dusen-vergelijking in het temperatuurbereik boven 0 °C te berekenen worden de weerstand bij 0 °C en twee andere testtemperaturen verzameld bij comperatieve metingen. Zo worden de a- en b-constanten berekend. Voor het negatieve temperatuurbereik is de inclusie van een meetwaarde voor een andere testtemperatuur nodig om de d-constante te bepalen. Men kan echter de karakteristieke curve van de platina meetresistor ook mathematisch weergeven met behulp van de polynomiale vergelijking conform DIN EN 60751 met de constanten A, B en C (zie ook WIKA data sheet IN 00.17, pagina 4) en deze ook bepalen aan de hand van de berekening van de meting van 3 (of 4 bij 0 °C) testtemperaturen. Evenzo kan men de constanten A, B en C in de Callendar-van-Dusen-constanten converteren.

Wat zijn de reactietijden van de verschillende meetinzetstukken?

De meting van de reactietijd vindt plaats in stromend water volgens DIN EN 60751 en VDI/VDE 3522.

Ø 6 mm 1xTyp K, ongeaard: t0,5 = 3,3 sec. t0,9 = 7,9 sec.
Ø 6 mm 1xTyp K, geaard: t0,5 = 1,1 seconde t0,9 = 3,5 seconde.
Ø 6 mm 1xPt100, dunne-film sensor: t0,5 = 8,9 sec. t0,9 = 22,7 sec. t0,9 = 22,7 sec.
Ø 6 mm 1xPt100, draadgewikkelde sensor: t0,5 = 7,1 seconde t0,9 = 20,2 seconde.
Tolerantiebereik: +/-10 %

Wat betekenen de Temperatuurklasse-aanduidingen?

De ontstekingstemperatuur is de laagste temperatuur waarbij een ontvlambaar mengsel van gassen bij een vlam, een heet oppervlak of een op andere wijze gegenereerde vonk kan ontbranden. Gassen en dampen zijn verdeeld in klassen waarin de temperatuur van het oppervlak te allen tijde lager moet zijn dan dat van het mengsel. (T1 450 °C, T2 300 °C, T3 200 °C, T4 135 °C, T5 100 °C, T6 85 °C).

Wat betekent Zones in explosiebeveiliging?

Gassen:

Zone 0 (Categorie 1): permanent of langdurig explosiegevaar.
Zone 1 (Categorie 2): er bestaat slechts zelden een gevaarlijke atmosfeer.
Zone 2 (Categorie 3): er bestaat slechts zelden een explosieve atmosfeer, en zo ja, dan slechts van korte duur.

Stoffen:
Zones 20, 21, 22 met dezelfde betekenissen.

Wat betekent „negatieve temperatuurcoefficiënt-thermistor“?

Negatieve temperatuurcoefficiënt-thermistoren geleiden elektriciteit beter bij hogere temperaturen dan bij lagere temperaturen. Ze worden ook wel NTC-weerstanden (Negative Temperature Coefficient) genoemd. Over het algemeen wordt NTC gebruikt in de kunststof- en voedsel- en drankindustrie.

Wat betekent „positieve temperatuurcoefficiënt-thermistor“?

Positieve temperatuurcoëfficiënt-thermistoren geleiden elektriciteit slechter bij hogere temperaturen dan bij lagere temperaturen. Ze worden ook wel PTC-weerstanden (Positive Temperature Coefficient) genoemd. Over het algemeen wordt PTC gebruikt in meetpunten met een hoge temperatuur, bijv. in de chemische industrie.
  

Wat betekent „Pt100"?

Pt staat voor Platina met een nominale weerstand van 100 Ohm bij 0 °C (EN 60751).

Wat betekent de aanduiding „I1/3 DIN" bij weerstandsthermometers?

BELANGRIJK: De termen 1/3 DIN en 1/5 DIN en 1/10 DIN zijn NIET GESTANDAARDISEERD!
In mei 2009, met de introductie van de nieuwe DIN EN 60751, was er geen gestandaardiseerde nauwkeurigheidsklasse beter dan Klasse A. Sommige fabrikanten van weerstandsthermometers (inclusief WIKA) hebben deze termen gebruikt om klanten te voorzien van thermometers met een hogere nauwkeurigheidsklasse dan Klasse A. Wat oorspronkelijk werd gepresenteerd als een praktische aanvulling op traditionele normaanduiding bleek na nader onderzoek hopeloos tekort te schieten. De gebruikelijke vraag, "1/3 DIN van wat?" kan beantwoord worden met de woorden "van Klasse B".
Helaas maakt het definiëren van "1/3 DIN B" de situatie elke dag minder duidelijk.

Er zijn in feite twee manieren om deze aanvullende definitie "van Klasse B" te bekijken.
1) De ene richt zich op de toegenomen nauwkeurigheid ten aanzien van een specifiek temperatuurpunt: 1/3 DIN B bij 0 °C.
2) Men definieert een bereik waarin deze nauwkeurigheid geldig is: 1/3 DIN B 0 °C.

Het beeld dat geschetst wordt in 2) houdt een extra onzekerheid in. Als iemand een Klasse B meetweerstand gebruikt, heeft de karakteristieke curve ervan een bepaalde hoogte. In het voorbeeld van 0 .. 50 °C zou een klasse A meetresistor bij 20 °C al een beter resultaat bieden dan 1/3 DIN B. Conclusie: men moet hier een klasse A meetresistor gebruiken.. Al deze "vaagheid" leidde uiteindelijk tot de introductie van een nieuwe nauwkeurigheidsklasse. Omdat in mei 2009 de Klasse AA in DIN EN 60751 is opgenomen maakt dit - nu dat het gestandaardiseerd is - de 1/3 DIN beschrijving overbodig.

Welk effect heeft een slechte isolatieweerstand?

In overeenstemming met DIN EN 60751 sectie 6.3.1 dient de isolatieweerstand tussen elk meetcircuit en de huls bij een minimum testvoltage van 100 V DC niet lager te zijn dan 100 MOhm. Mocht de isolatieweerstand te laag zijn, dan treedt een meetfout op die een te lage temperatuur weergeeft. In verhouding tot een weerstandsthermometer (met schuifkabel) leidt dit met een isolatieweerstand van 100 kOhm tot een displayfout tot 0,25 Ohm en bij 25 kOhm tot 1 Ohm. Op alle WIKA weerstandsthermometers wordt een isolatietest met 500 V DC en een isolatieweerstand van 1.000 MOhm uitgevoerd, d.w.z. we testen tot een factor 50 hoger dan standaard gespecificeerd.

Wat is de minimaal toegestane buigradius voor een MI-kabel?

VDI/VDE 3511 Blad 2 adviseert een radius van kromming R van 5 x D (D=externe diameter van de MI-kabel), sommige fabrikanten van MI-kabels adviseren zelfs 3 x D als de minimale buigradius.

Welke minimum insteeklengtes worden ruwweg aanbevolen voor meerdelige thermowells (van slangmateriaal) om de warmteverspreidingsfout te beperken?

Voor gasvormige media: 15 ... 20 x thermowell punt diameter
Voor vloeibare media: 5 ... 10 x thermowell punt diameter
Voor solide media: 3 ... 5 x thermowell punt diameter
(deze standaard waarden zijn slechts geldig voor statische media. De gleuf tussen de thermowell en het meetelement dient 0,5 mm te zijn)

Waarom is er sinds enige tijd een scheiding tussen de nauwkeurigheidsklassen voor "draadgebonden weerstand" en "filmweerstand" (Pt100 meetresistoren?

In het verleden werd er geen onderscheid gemaakt tussen de twee basistypes meetresistor en hun temperatuurlimieten. Uit de praktijk bleek echter dat filmresistoren (thin-film/chipset-resistoren) (in niet onbeduidende mate) afwijken van de eigenschappen. Dit gedrag werd al ondergebracht in DIN EN 60751:2009-5 door het scheiden van de temperatuurbereiken binnen de individuele nauwkeurigheidsklassen.

Waarom zouden Pt100 meetcircuits met verlaagde tolerantieklasse A of AA conform DIN EN 60751 ten minste in een 3- of 4-draads aansluiting gebruikt moeten worden?

De 2-draads aansluiting is niet toegestaan voor klassen A en AA conform DIN EN 60751 omdat de interne draadweerstand van de draden hier is toegevoegd aan de meetwaarde. Dit overschrijdt over het algemeen de voor de temperatuursensor gespecificeerde waarde. Een meting van de kabelweerstand bij kamertemperatuur en het afstellen ervan in de transmitter (bijvoorbeeld) is mogelijk, maar de temperatuurafhankelijke weerstand van de interne geleider van de kabel moet nog steeds als fout aan de aflezing worden toegevoegd. Conclusie: Een 2-draads circuit is niet geschikt voor nauwkeurige temperatuurmeting.