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Der PT100-Sensor spielt trotz seiner bescheidenen Größe eine äußerst wichtige Rolle in Bereichen, die von der Lebensmittelindustrie bis zur Luftfahrt reichen. In diesem Artikel erfahren Sie, worum es sich dabei genau handelt. Wir werden erfahren, wie er funktioniert und Beispiele für seine Anwendung in verschiedenen Situationen geben.
PT100-Sensor - was ist das und wie sieht er aus?
Der PT100-Sensor ist ein hochpräziser Thermowiderstand, der zur Temperaturmessung in einem weiten Bereich von -200 bis 850 Grad Celsius eingesetzt wird. Der Name PT100 leitet sich von zwei Merkmalen dieses Geräts ab: “PT” steht für Platin, das Metall, aus dem der Sensor besteht, und “100” steht für den Widerstand von 100 Ohm bei 0 Grad Celsius. Dies ist ein Standardwert für Platin-Thermowiderstände und ermöglicht den Einsatz in einem großen Temperaturbereich.
Der PT100-Sensor besteht aus einem dünnen Platindraht, der auf eine Keramik- oder Glasstruktur gewickelt und von einem Metall- oder Keramikschutzgehäuse umschlossen ist. Dieser feine Draht ist das Herzstück des PT100-Sensors. Sein Widerstand ändert sich mit der Temperatur und ermöglicht so präzise Messungen.
PT100-Sensoren gibt es in einer Vielzahl von Formen und Größen, von kleinen, in Metallrohren eingebetteten Fühlern bis hin zu größeren Modellen, die in robusten Gehäusen montiert sind, je nach den Anforderungen der Anwendung. Unabhängig von ihrer Form bleibt ihr Funktionsprinzip dasselbe.
PT100-Sensor - nach welchem Prinzip funktioniert er?
Der PT100-Sensor arbeitet auf der Grundlage des Wärmewiderstands, einer Eigenschaft einiger Metalle, darunter Platin. Wärmewiderstand bedeutet, dass sich der Widerstand eines Materials bei einer Temperaturänderung ändert. Bei Platin ist diese Veränderung linear und genau definiert, was es zu einem idealen Material für präzise Temperaturmessungen macht.
Im Falle des PT100 beträgt der Widerstand 100 Ohm bei 0 Grad Celsius. Mit steigender Temperatur erhöht sich auch der Widerstand des Sensors. Dieser Anstieg ist gleichmäßig und präzise, so dass die Temperatur anhand des gemessenen Widerstands genau bestimmt werden kann.
Der Widerstand wird gemessen, indem der Sensor an eine Wheatstone-Brücke angeschlossen wird, eine spezielle Messschaltung, die eine sehr genaue Widerstandsmessung ermöglicht. Mit dieser Schaltung können Änderungen des Widerstands des PT100-Sensors genau überwacht und in ablesbare Temperaturwerte umgewandelt werden.
Schritt-für-Schritt-Bedienung des PT100-Sensors
- Funktionsweise des Platindrahtes – der Platindraht ist das Herzstück des PT100-Sensors Wenn sich die Umgebungstemperatur des Drahtes ändert, ändert sich auch der Widerstand des Drahtes, da Platin einen thermischen Widerstand aufweist.
- Aufgaben des Gehäuses – Das Sensorgehäuse dient dem Schutz des Platindrahtes vor äußeren Einflüssen, die die Messung stören können, wie Feuchtigkeit, Druck oder mechanische Faktoren. Es gewährleistet auch die mechanische Stabilität des Sensors.
- Anschluss an eine Wheatstone-Brücke – Der Platindraht wird an eine Wheatstone-Brücke angeschlossen, eine Messschaltung, die die Widerstandsänderung genau messen kann. Die Brücke wird mit einer konstanten Spannung gespeist, und wenn man den Widerstand im Platindraht ändert, ändert sich die Spannung am Brückenausgang.
- Umrechnung des Widerstands in einen Temperaturwert – die Ausgangsspannung der Wheatstone-Brücke wird dann mit Hilfe geeigneter Umrechnungsfaktoren, die die bekannte Beziehung zwischen Temperatur und Widerstand für Platin berücksichtigen, in einen Temperaturwert umgerechnet.
- Übermittlung der Ergebnisse: Der Temperaturwert wird an ein Kontroll- oder Überwachungssystem übertragen, wo er aufgezeichnet, analysiert und je nach Anwendung des Sensors zur Steuerung verschiedener Prozesse verwendet wird.
Wie man sieht, basiert die Funktionsweise des PT100-Sensors auf recht einfachen Lösungen. Dies ändert jedoch nichts an der Tatsache, dass er sehr nützlich ist und in vielen verschiedenen Bereichen der Industrie und darüber hinaus eingesetzt wird.
PT100-Sensor - Anwendungsbeispiele aus der Praxis
Der PT100-Sensor ist ein vielseitiges Werkzeug, das in vielen Branchen und Anwendungen eingesetzt wird. Nachfolgend finden Sie einige Anwendungsbeispiele für den PT100-Sensor.
- Lebensmittelindustrie – In der Lebensmittelindustrie werden PT100-Sensoren zur Überwachung und Steuerung der Temperatur in Prozessen wie Pasteurisierung, Kochen, Backen oder Gärung eingesetzt. Sie ermöglichen die optimale Temperatur, die für die Erhaltung der Produktqualität und -sicherheit erforderlich ist.
- Chemische und pharmazeutische Industrie – Die Temperaturkontrolle ist in chemischen und pharmazeutischen Prozessen von entscheidender Bedeutung, sowohl in Labors als auch in großem Maßstab. PT100-Sensoren werden zur Temperaturüberwachung in chemischen Reaktoren, Destillationsprozessen oder bei der Arzneimittelherstellung eingesetzt.
- Energiewirtschaft – PT100-Sensoren werden häufig in Kraftwerken eingesetzt, wo präzise Temperaturmessungen für den sicheren und effizienten Betrieb der Anlagen unerlässlich sind. Sie können zum Beispiel zur Überwachung der Temperaturen in Generatoren, Turbinen oder Transformatoren eingesetzt werden.
- Luft- und Raumfahrt – PT100-Sensoren können zur Temperaturüberwachung in Flugzeugtriebwerken, Klimaanlagen und sogar in Thermoregulierungssystemen von Raumfahrzeugen eingesetzt werden.
Wie Sie sehen können, ist der PT100-Sensor ein kleines Gerät mit großen Fähigkeiten. Seine Funktion ist einfach, aber in vielen Bereichen ist er sehr wichtig oder sogar notwendig, damit bestimmte Prozesse ordnungsgemäß ablaufen können.
