SCHULUNG - bb-sensors.com€¦ · NTC: Chip-Sensoren Pt100; Pt500; Pt1000 Ni100; Ni500; Ni1000 ....

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Inhaltverzeichnis 1. Temperatursensoren ..................................................................................................................................... 3 2. Temperatursonden......................................................................................................................................... 4 3. Temperatur ..................................................................................................................................................... 5 4. Thermometerarten ......................................................................................................................................... 6 5. Kennlinien Widerstandssensoren ................................................................................................................ 7 6. Kennlinien Thermoelemente ......................................................................................................................... 8 7. Kennlinienverlauf Thermoelemente ............................................................................................................. 9 8. Kennlinienverlauf Pt-Messwiderstände ....................................................................................................... 9 9. Kennlinienverlauf Thermistoren ................................................................................................................. 10 10. Grenzabweichungen Pt100 ......................................................................................................................... 10 11. Grenzabweichungen .................................................................................................................................... 12


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1. Temperatursensoren

Chip-Sensoren Pt100; Pt500; Pt1000 Ni100; Ni500; Ni1000

Gewickelte Keramiksensoren Pt100; Pt500; Pt1000 Ni100; Ni500; Ni1000

Gewickelte Glassensoren Pt100; Pt500; Pt1000 Ni100; Ni500; Ni1000

Thermoelemente, Mantelthermoelemente NiCr-Ni; Fe-CuNi; Cu-CuNi; Pt10%Rh-Pt; Pt13%Rh-Pt

PTC (KTY) KTY81-110; KTY81-210; KTY10-6

NTC: 5kΩ; 10kΩ

Thermopile

NTC 5kΩ; 10kΩ

LM LM235; LM335


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2. Temperatursonden

Heizung, Klima, Kälte, Solar – Lebensmittel – Medizin – Biologie – Maschinenbau – Anlagenbau – Umweltschutz


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3. Temperatur

Was ist Temperatur? Die Temperatur ist eine Grundgröße zur Bestimmung des (thermo-dynamischen) Zustandes eines Systems. Sie zeigt sich zunächst nur über die Empfindung „Wärme“. Durch berühren eines Gegenstandes spürt man „warm“ oder „kalt“. Temperatur lässt sich nur an einer Wirkung darstellen. Die Temperatur wird durch Wärmeleitung, Konvektion oder Strahlung zwischen Medien ausgetauscht. Temperaturskalen Temperaturskalen werden in Kelvin oder Celsius angelegt. Die Kelvinskala beginnt beim absoluten Nullpunkt. 1 Kelvin K ist der 273,16te Teil der Tripelpunkttemperatur des Wassers. Die Kelvintemperatur wird mit T (oder Θ) bezeichnet. Auch die Einheit der Temperaturdifferenz lautet Kelvin. Die Celsiusskala beginnt beim Eispunkt des Wassers. Ihr Nullpunkt liegt bei 273,15 K über dem absoluten Nullpunkt und 0,01 K unter dem Tripelpunkt des Wassers. Die Einheit ist °C und ist gleich groß wie das K. Die Celsiustemperatur wird mit t (oder ) bezeichnet.

Es gilt: t(°C) = T(K) – 273,15 In angelsächsischen Ländern gelten teilweise noch Rankine- und Fahrenheitskala, hier gilt:

t(°C) = 5/9 (t(°F) – 32) bzw. t(°F) = 9/5 t(°C) + 32

T(K) = 5/9 T(°R) bzw. T(°R) = 9/5 T(K)

Fixpunkte des Wassers

Eispunkt des Wassers: Ist das Gleichgewicht zwischen zwei Phasen, fest und flüssig, bei einem Umgebungsdruck p0 = 1,013 bar. Der Eispunkt ist 0,00°C. Tripelpunkt des Wassers: Bei diesem Fixpunkt (+0,0100°C) herrscht Gleichgewicht zwischen drei Phasen, fest, flüssig, gasförmig, und ist vom barometrischen Druck unabhängig. Siedepunkt des Wassers: Ist die Gleichgewichtstemperatur von Wasser und Dampf bei Normalluftdruck p0 = 1,013 bar. Sie ist +100°C.


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4. Thermometerarten


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5. Kennlinien Widerstandssensoren Pt100 Pt500 Pt1000 Ni1000 Ni1000

Tk5000 NTC

5 kΩ NTC

10 kΩ KTY

81-110 KTY

81-210 KTY

81-122 L

M

°C ∧ mV -50 80,31 401,55 803,10 743,00 790,88 333914,00 667830,00 515,00 1030,00 520,00 -40 84,27 421,35 842,70 791,00 830,83 167835,00 335670,00 567,00 1135,00 573,00 -30 88,22 441,10 882,20 842,00 871,69 88342,00 176680,00 624,00 1247,00 630,00 -20 92,16 460,80 921,60 893,00 913,48 48487,00 96670,00 684,00 1367,00 690,00 -10 96,09 480,45 960,90 946,00 956,24 27649,00 55300,00 747,00 1495,00 795,00

0 100,00 500,00 1000,00 1000,00 1000,00 16325,40 32650,00 815,00 1630,00 823,00 10 103,90 519,50 1039,00 1056,00 1044,79 9951,80 19900,00 886,00 1772,00 895,00 2832,00 20 107,79 538,95 1077,90 1112,00 1090,65 6246,80 12490,00 961,00 1922,00 971,00 2932,00 25 109,74 548,70 1097,40 1141,00 1113,99 5000,00 10000,00 1000,00 2000,00 1010,00 2982,00 30 111,67 558,35 1116,70 1171,00 1137,61 4028,00 8060,00 1040,00 2080,00 1050,00 3032,00 40 115,54 577,70 1155,40 1230,00 1185,71 2662,40 5320,00 1122,00 2245,00 1134,00 3132,00 50 119,40 597,00 1194,00 1291,00 1234,97 1800,49 3600,00 1209,00 2417,00 1221,00 3232,00 60 123,24 616,20 1232,40 1353,00 1285,44 1243,53 2490,00 1299,00 2597,00 1312,00 3332,00 70 127,07 635,00 1270,00 1417,00 1337,14 875,81 1750,00 1392,00 2785,00 1406,00 3432,00 80 130,89 654,45 1308,90 1483,00 1390,12 628,09 1260,00 1490,00 2980,00 1505,00 3532,00 90 134,70 673,50 1347,00 1549,00 1444,39 458,06 920,00 1591,00 3182,00 1607,00 3632,00

100 138,50 692,50 1385,00 1618,00 1500,00 339,32 680,00 1696,00 3392,00 1713,00 3732,00 110 142,29 711,00 1422,00 1688,00 1556,98 255,03 510,00 1805,00 3607,00 1823,00 3832,00 120 146,06 730,00 1460,60 1760,00 1615,36 194,30 390,00 1915,00 3817,00 1934,00 3932,00 130 149,82 749,10 1498,20 1883,00 1675,18 149,91 300,00 2023,00 4008,00 2044,00 140 153,58 767,90 1535,80 1909,00 1736,47 117,04 230,00 2124,00 4166,00 2146,00 150 157,31 786,55 1573,10 1987,00 1799,26 92,39 180,00 2211,00 4280,00 2233,00 200 175,84 879,92 1758,43 2407,00 250 194,07 970,35 1940,81 300 212,02 1060,09 2120,30 400 247,04 1235,19 500 280,90 1404,48 600 313,59 1567,97


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6. Kennlinien Thermoelemente Typ U Typ T Typ L Typ J Typ E Typ K Typ N Typ S Typ R Typ B Typ C Typ D

°C mV -100 -3,400 -3,378 -4,750 -4,632 -5,237 -3,553 -2,407

-50 -1,850 -1,819 -2,510 -2,431 -2,787 -1,889 -1,268 0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

50 2,050 2,035 2,650 2,585 3,047 2,022 1,339 0,299 0,296 0,002 0,117 0,525 100 4,250 4,277 5,370 5,268 6,317 4,095 2,774 0,645 0,647 0,033 0,334 1,145 150 6,620 6,702 8,150 8,008 9,787 6,137 4,301 1,029 1,041 0,092 0,642 1,840 200 9,200 9,286 10,950 10,777 13,419 8,137 5,912 1,440 1,468 0,178 1,036 2,602 250 11,980 12,011 13,750 13,553 17,178 10,151 7,596 1,873 1,923 0,291 1,509 3,426 300 14,900 14,860 16,560 16,325 21,033 12,207 9,340 2,323 2,400 0,431 2,055 4,290 350 17,920 17,816 19,360 19,089 24,961 14,292 11,135 2,786 2,896 0,596 2,666 5,186 400 21,000 20,869 22,160 21,846 28,943 16,395 12,972 3,260 3,407 0,786 3,339 6,128 450 24,150 25,000 24,607 32,960 18,513 14,844 3,743 3,933 1,002 4,066 7,108 500 27,410 27,850 27,388 36,999 20,640 16,744 4,234 4,471 1,241 4,844 8,097 550 30,800 30,750 30,210 41,045 22,772 18,668 4,732 5,021 1,505 5,666 9,088 600 34,310 33,670 33,096 45,085 24,902 20,609 5,237 5,582 1,791 6,529 10,093 650 36,640 36,066 49,109 27,022 22,564 5,751 6,155 2,100 7,427 11,107 700 39,720 39,130 53,110 29,128 24,526 6,274 6,741 2,430 8,357 12,129 750 42,920 42,283 57,083 31,214 26,491 6,805 7,339 2,782 9,315 13,157 800 46,220 45,498 61,022 33,277 28,456 7,345 7,949 3,154 10,296 14,184 850 49,630 64,924 35,314 30,417 7,892 8,570 3,546 11,297 15,208 900 53,140 51,875 68,783 37,325 32,370 8,448 9,203 3,957 12,315 16,225 950 72,593 39,310 34,315 9,012 9,848 4,386 13,347 17,243

1000 57,942 76,358 41,269 36,248 9,585 10,503 4,833 14,389 18,251 1050 43,202 38,169 10,165 11,170 5,297 15,439 19,246 1100 63,777 45,108 40,076 10,754 11,846 5,777 16,493 20,241 1150 46,985 41,966 11,348 12,532 6,273 17,550 21,216 1200 48,828 43,836 11,947 13,224 6,783 18,607 22,189 1250 50,633 45,682 12,550 13,922 7,308 19,662 23,131 1300 47,502 13,155 14,624 7,845 20,713 24,063 1350 13,761 15,329 8,393 21,757 24,993 1400 14,368 16,035 8,952 22,793 25,912 1450 14,973 16,741 9,519 23,819 26,819 1500 17,445 10,094 24,833 27,706 1550 10,674 25,834 28,582 1600 11,257 26,821 29,448


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7. Kennlinienverlauf Thermoelemente

8. Kennlinienverlauf Pt-Messwiderstände


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9. Kennlinienverlauf Thermistoren

10. Grenzabweichungen Pt100

Grundwerte Zusammenhang zwischen Temperatur und elektrischem Widerstand:

- Für -200°C…0°C: Rt = R0 [1 + At + Bt² + C (t - 100°C) t³] - Für 0°C…+850°C: Rt = R0 (1 + At + Bt²)

Folgende Konstanten gelten in diesen Gleichungen: A = 3,9083 x 10-3 °C-1

B = -5,775 x 10-7 °C-2 C = -4,183 x 10-12 °C-4

Der Temperaturkoeffizient α ist definiert als: α = (R100 – R0) / (100 x R0) = und hat den Zahlenwert 0,003 85°C-1 wobei: R100 der Widerstand bei 100°C und R0 der Widerstand bei 0°C ist.


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Grenzabweichung als Funktion der Temperatur für 100 - Ω - Thermometer

Grenzabweichungen für 100 – Ω - Thermometer °C Grenzabweichungen

Klasse A Klasse B °C Ω °C Ω

-200 ± 0,55 ± 0,24 ± 1,3 ± 0,56 -100 ± 0,35 ± 0,14 ± 0,8 ± 0,32 0 ± 0,15 ± 0,06 ± 0,3 ± 0,12 100 ± 0,35 ± 0,13 ± 0,8 ± 0,30 200 ± 0,55 ± 0,20 ± 1,3 ± 0,48 300 ± 0,75 ± 0,27 ± 1,8 ± 0,64 400 ± 0,95 ± 0,33 ± 2,3 ± 0,79 500 ± 1,15 ± 0,38 ± 2,8 ± 0,93 600 ± 1,35 ± 0,43 ± 3,3 ± 1,06 650 ± 1,45 ± 0,46 ± 3,6 ± 1,13 700 - - ± 3,8 ± 1,17 800 - - ± 4,3 ± 1,28 850 - - ± 4,6 ± 1,34

Klasse Grenzabweichung in °C A 0,15 + 0,002 x I t I B 0,3 + 0,005 x I t I I t I ist der Zahlenwert der Temperatur in °C ohne Berücksichtigung des Vorzeichens


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11. Grenzabweichungen

Klassen der Grenzabweichungen für Thermopaare (Vergleichsstellen-Temperatur 0°C)

Typ Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Typ T Temperaturbereich -40°C…+125°C -40°C…+133°C -67°C…+40°C Grenzabweichung ± 0,5°C ± 1°C ± 1°C Temperaturbereich +125°C…+350°C +133°C…+350°C -200°C…-67°C Grenzabweichung ± 0,004 x I t I ± 0,0075 x I t I ± 0,015 x I t I Typ E Temperaturbereich -40°C…+375°C -40°C…+333°C -167°C…+40°C Grenzabweichung ± 1,5°C ± 2,5°C ± 2,5°C Temperaturbereich +375°C…+800°C +333°C…+900°C -200°C…-167°C Grenzabweichung ± 0,004 x I t I ± 0,0075 x I t I ± 0,015 x I t I Typ J Temperaturbereich -40°C…+375°C -40°C…+333°C - Grenzabweichung ± 1,5°C ± 2,5°C - Temperaturbereich +375°C…+750°C +333°C…+750°C - Grenzabweichung ± 0,004 x I t I ± 0,0075 x I t I - Typ K, Typ N Temperaturbereich -40°C…+375°C -40°C…+333°C -167°C…+40°C Grenzabweichung ± 1,5°C ± 2,5°C ± 2,5°C Temperaturbereich +375°C…+1000°C +333°C…+1200°C +200°C…-167°C Grenzabweichung ± 0,004 x I t I ± 0,0075 x I t I ± 0,015 x I t I Typ R, Typ S Temperaturbereich 0°C…+1100°C 0°C…+600°C - Grenzabweichung ± 1°C ± 1,5°C - Temperaturbereich +1100°C…+1600°C +600°C…+1600°C - Grenzabweichung ± [1 + 0,003 (t – 1100)]°C ± 0,0025 x I t I - Typ B Temperaturbereich - - +600°C…+800°C Grenzabweichung - - ± 4°C Temperaturbereich - +600°C…+1700°C +800°C…+1700°C Grenzabweichung - ± 0,0025 x I t I ± 0,005 x I t I

Thermopaare und Thermodrähte werden üblicherweise so geliefert, dass die Grenzabweichungen nach nebenstehender Tabelle für den Temperaturbereich oberhalb –40°C eingehalten werden. Die Abweichungen für Thermopaare des gleichen Materials können bei Temperaturen unterhalb –40°C größer sein als die in Klasse 3 festgelegten Grenzabweichungen.

Wenn Thermopaare benötigt werden, die die Grenzabweichungen nach den Klassen 1, 2 und/oder 3 einhalten sollen, muss dies vom Besteller angegeben werden, wobei üblicher- weise eine spezielle Selektion des Materials notwendig ist.


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