Technische Daten
Untenstehend stellen wir Ihnen eine Übersicht der technischen Daten
Inhalt
für Thermoelemente
IEC 584-3
Verbindet man 2 Metalle mit unterschiedlicher thermoelektrischer Kraft zu einem Thermopaar, so bildet sich an den freien
Enden eine EMK aus, deren Höhe abhängig ist von der Differenz der Thermokräfte der beiden Metalle und von der
Temperaturdifferenz zwischen Messstelle und freien Enden. Die freien Enden bezeichnet man auch als Vergleichsstelle.
Somit gilt die Formel EMK = f (T).
Die unterschiedlichen Thermopaare gibt man in der elektrischen Spannungsreihe nach IEC 584-3 Teil 1 an, z. B. Typ
K, J, N, S, R, B, T, E. Die Grenzabweichungen werden im Teil 2 nach Toleranzklassen 1, 2 und 3 eingeteilt und dokumentiert.
Der Teil 3 behandelt die Thermo- und Ausgleichsleitungen; hier ist der Farbcode für den jeweiligen Thermoelement-
Typ und die Toleranzklasse hinterlegt.
Grenzabweichung – Toleranzklassen für Thermopaare
(Vergleichsstellentemperaturen 0 °C)
| Typ-Thermopaar +/- | Klasse 1 | Klasse 2 | Klasse 3 |
|---|---|---|---|
K – NiCr / Ni | 1,5 ° C oder 0,4 % x t – 40 ° C ………. +1000 °C | 2,5 °C oder 0,75 % x t -40 °C …….+1200 °C | 2,5 °C oder 1,5 % x t -200 °C ……… +40 °C |
J – Fe / CuNi | 1,5 ° C oder 0,4 % x t – 40 ° C ……. +750 °C | 2,5 °C oder 0,75 % x t -40 °C ………+750 °C | – |
N – Nicrosil / Nisil | 1,5 ° C oder 0,4 % x t – 40 °C …….+1000 °C | 2,5 °C oder 0,75 % x t -40 °C ………1200 ° C | 2,5 °C oder 1,5% x t -200 °C………. +40 °C |
S – Pt10%Rh / Pt R – Pt 13%Rh / Pt | 1 ° C oder 1+(t – 1100) x 0,003 °C 0 °C ……… +1600 °C | 1,5 °C oder 0,25 % x t 0 °C ……….. +1600 ° C | – |
B – Pt30% Rh / Pt6%Rh | – | 0,25% x t 600 °C ……… 1700 °C | 4 °C oder 0,5 % x t +600 °C ……. +1700 °C |
T – Cu/CuNi | 0,5 °C oder 0,4% x t – 40 °C…….. +350 °C | 1 °C oder 0,75 % x t – 40 °C ………. +350 °C | 1 °C oder 1,5% x t -200 °C ……….. +40 °C |
E – NiCr/ CuNi | 1,5 ° C oder 0,4 % x t – 40 ° C …….. +800 °C | 2,5 °C oder 0,75% x t -40 °C ………. +900 °C | 2,5 °C oder 1,5 % x t -200 °C ……. +40 °C |
Für Grenzabweichung (+/-) gilt jeweils der größere Wert und für den Anlieferungszustand des Thermoelementes:
/ t = | t |
für Thermo- und Ausgleichsleitungen
Thermo- und Ausgleichsleitungen sind im Prinzip preiswerte, isolierte Verlängerungsleitungen vom Thermoelement-Übergang zum Messgeräteeingang. Thermoleitungen (X) sind aus Original-Thermomaterial und sind in der Klasse 1 bzw. Klasse 2 zu bekommen. Ausgleichsleitungen (C) sind aus einer Legierung verschiedener Materialien, welche sich ähnlich verhalten wie Thermomaterial, aber nur als Klasse 2 definiert sind (siehe Tabelle unten).
Nachfolgend die Tabelle nach der Norm IEC 584-3 für den Farbcode und die Klassengenauigkeit der Thermo- und Ausgleichsleitungen.
Farben, Toleranzen und Temperaturbereiche, international gültige Farbcode-Tabelle.
| Typ | Farbcode | Klasse 1 | Klasse 2 | Anwendungstemperatur | Messtemperatur |
|---|---|---|---|---|---|
KX |
| ± 1,5 °C | ± 2,5 °C | -25 °C …….+200 °C | 900 °C |
JX |
| ± 1,5 °C | ± 2,5 °C | 25 °C …….+200 °C | 500 °C |
NX |
| ± 1,5 °C | ± 2,5 °C | -25 °C …….+200 °C 0 °C …… +150 °C | 900 °C |
SCA |
| – | ± 2,5 °C | 0 °C ………+100 °C | 1000 °C |
TX |
| ± 0,5 °C | ± 1,0 °C | -25 °C ………+100 °C | 300 °C |
EX |
| ± 1,5 °C | ± 2,5 °C | -25 °C ………+ 200 °C | 500 °C |
B |
| – | ± 3,5 °C | 0 °C ………+100 °C | 1400 °C |
xxxx |
| – | ± 3 °C | ± 3 °C nach DIN 43 714 | ± 3 °C |
Die Tabelle zeigt die max. Grenzabweichung für Thermo- und Ausgleichsleitungen, wenn sie innerhalb des
Anwendungstemperaturbereiches
betrieben werden, die Toleranzen gelten für die angegebenen Messtemperaturen
(letzte Spalte).
für Mantelthermoelemente
Ansprechzeiten (Richtwerte) von Mantelthermoelementen (in Sekunden)
| Messbedingungen | Wertzeit | Messstelle isoliert Mantel-Ø in mm | Messstelle im Mantel eingeschweißt Mantel-Ø in mm | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,50 | 1,00 | 1,50 | 3,00 | 0,50 | 1,00 | 1,50 | 3,00 | ||
| Luft, v = 2 m/s | 0,5 0,9 | 1,80 5,52 | 3,00 10,00 | 8,00 25,00 | 10,0 25,00 | 1,80 5,52 | 3,00 10,00 | 8,00 25,00 | 80,00 80,0 |
| Wasser, v = 2 m/s | 0,5 0,9 | 0,06 0,13 | 0,15 0,50 | 0,21 0,60 | 1,20 2,90 | 0,06 0,18 | 0,13 0,40 | 0,13 0,40 | 0,22 0,75 |
Die 0,5/0,9 - Wertzeit ist die Zeit, die ein Thermoelement benötigt, um 50 % bzw. 90 % der Differenz eines Temperaturwechsels
des Mediums anzuzeigen.
(Ein MTE von Ø = 0,25 mm mit der Wertezeit: 0,5 hat eine Ansprechzeit von ca. 7 ms im Wasser.)
Mindesteintauchtiefe von Mantelthermoelementen
| Medium | Empfohlene Eintauchtiefe |
|---|---|
| Feste Stoffe | 7 × dem Außendurchmesser |
| Flüssige Stoffe | 7 × dem Außendurchmesser |
| Gase | 10 × dem Außendurchmesser |
Mantelmaterial und seine Abmessungen (Angaben in mm)
| Außen-Ø | Toleranz | Drahtstärke (Schenkel) | Abstand der Schenkel | Wandstärke des Mantels |
|---|---|---|---|---|
| 0,50 | ± 0,05 | 0,075 | 0,025 | 0,06 |
| 0,75 | ± 0,05 | 0,113 | 0,038 | 0,09 |
| 1,00 | ± 0,05 | 0,150 | 0,050 | 0,12 |
| 1,50 | ± 0,05 | 0,225 | 0,075 | 0,18 |
| 2,00 | ± 0,05 | 0,300 | 0,100 | 0,24 |
| 3,00 | ± 0,05 | 0,450 | 0,150 | 0,36 |
für Widerstandsthermometer
nach DIN EN 60751
Mantel-Widerstandsthermometer basieren auf einer Mineral-isolierten Mantelleitung. In dieser Mantelleitung sind vorwiegend Ni- bzw. Cu- Anschlussdrähte im Magnesiumoxid fest eingebettet. Der Temperatursensor in 2-, 3- oder 4- Leiterschaltung ist entweder aus Keramik, Glas oder in Dünnschichttechnik aufgebaut und mit den Anschlussdrähten der
Mantelleitung verbunden.
Das Schutzrohr und die Mantelleitung sind aus Edelstahl bzw. Inconel und miteinander laserverschweißt. Die Manteldurchmesser von 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 und 4,0 mm sind gebräuchlich.
Der sehr gute Wärmeübergang zwischen Schutzrohr und Temperatursensor ermöglicht sehr kurze Ansprechzeiten von (t 90 ab 0,5 sec) und hohe Messgenauigkeiten. Der feste Aufbau garantiert eine hohe Lebensdauer und die biegsame Mantelleitung und ist mit dem Biegeradius von 5 x D (äußerer Manteldurchmesser) für eine Temperaturmessung an schwer zugänglichen Stellen einsetzbar. Das Schutzrohr, also der vordere Teil bis zur Schweißnaht, ist natürlich nicht biegefähig. Für problemlose Montagen, wo Biegsamkeit gefordert wird, wie z.B. im Motorenbau, Rohranlagen, Prüfstände werden Mantel-Widerstandsthermometer vorwiegend eingesetzt.
Grundwerte und Toleranzklassen für Pt 100 nach IEC 751 - NEU
| Temperaturbereich ºC | Grundwerte* | Toleranz* | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ohm | Ohm/K | Klasse AA | Klasse A | Klasse B | Klasse B | |||||
| ºC | Ohm | ºC | Ohm | ºC | Ohm | ºC | Ohm | |||
| -200 | 18,49 | 0,44 | – | – | – | – | ± 0,56 | ± 1,30 | ± 1,14 | ± 2,60 |
| -100 | 60,25 | 0,41 | – | – | ± 0,14 | ± 0,35 | ± 0,32 | ± 0,80 | ± 0,65 | ± 1,60 |
| -50 | 80,30 | 0,40 | ± 0,05 | ± 0,19 | ± 0,10 | ± 0,25 | ± 0,22 | ± 0,55 | ± 0,44 | ± 1,10 |
| 0 | 100,00 | 0,39 | ± 0,04 | ± 0,10 | ± 0,06 | ± 0,15 | ± 0,12 | ± 0,30 | ± 0,23 | ± 0,60 |
| 100 | 138,50 | 0,385 | ± 0,11 | ± 0,27 | ± 0,13 | ± 0,35 | ± 0,30 | ± 0,80 | ± 0,61 | ± 1,60 |
| 200 | 175,64 | 0,37 | ± 0,18 | ± 0,43 | ± 0,20 | ± 0,55 | ± 0,48 | ± 1,30 | ± 0,96 | ± 2,60 |
| 250 | 194,09 | 0,36 | ± 0,21 | ± 0,52 | ± 0,23 | ± 0,65 | ± 0,55 | ± 1,55 | ± 1,11 | ± 3,10 |
| 300 | 212,02 | 0,35 | – | – | ± 0,27 | ± 0,75 | ± 0,64 | ± 1,80 | ± 1,26 | ± 3,60 |
| 400 | 247,04 | 0,34 | – | – | ± 0,33 | ± 0,95 | ± 0,79 | ± 2,30 | ± 1,56 | ± 4,60 |
| 450 | 264,17 | 0,34 | – | – | ± 0,35 | ± 1,05 | ± 0,87 | ± 2,55 | ± 1,73 | ± 5,10 |
| 500 | 280,90 | 0,33 | – | – | – | – | ± 0,93 | ± 2,80 | ± 1,84 | ± 5,60 |
| 600 | 313,59 | 0,33 | – | – | – | – | ± 1,06 | ± 3,30 | ± 2,17 | ± 6,60 |
Kennlinien für Pt100-Widerstände
nach Toleranzklassen
Abweichung in °C für Pt 100 Sensoren der Klassen A; B; AA, 1/10 DIN B
Temperaturbereich der Gültigkeit der Grenzabweichungen
Die untere Temperaturgrenze für die Grenzabweichungen ist wegen der verfügbaren Prüfbedingungen beschränkt auf
-196 °C (-195,80°C ist der Siedepunkt des Stickstoffes, eine übliche Kalibriertemperatur). Die obere Temperaturgrenze
ist festgelegt auf +661 °C (660,323 ºC ist der Erstarrungspunkt des Aluminiums, eine übliche Kalibriertemperatur). Der
Grund hierfür ist, dass bei Untersuchungen an industriellen Widerständen bei vielen Ausführungen signifikante Abweichungen bei Temperaturen über 650 °C gefunden wurden. Daher sollten in diesem Temperaturbereich die Grenzabweichungen für ihre Thermometer oder Widerstände zwischen Hersteller und Anwender festgelegt werden.
Grundwerte und Toleranzklassen für Pt 100 nach IEC 751 - NEU
| Klasse | Toleranzformel | Temperaturbereich |
|---|---|---|
| AA | ± (0,1 + 0,0017 × t)1) | –50 °C bis +250 °C |
| A | ± (0,15 + 0,0020 × t)1) | –100 °C bis +450 °C |
| B | ± (0,3 + 0,0050 × t)1) | –196 °C bis +600 °C |
| C | ± (0,6 + 0,0100 × t)1) | –196 °C bis +600 °C |
α = R100 – R0 R0 × 100 °C = 0,003850 / °C
R0 und R100 sind die Widerstandswerte bei den Temperaturen 0°C und 100°C .Anschluss-Norm
für Lemo-Steckverbindungen
Lemo-Kupplung bzw. -Stecker direkt verbunden mit Mantelthermoelement
Lemo-Kupplung bzw. -Stecker direkt verbunden mit Mantelwiderstandsfühler
