RTD steht für Resistance Temperature Detector (Widerstandstemperaturmessgerät). Dies ist eine Form der Temperaturmessung mit Hilfe von Widerstand. Ein RTD enthält einen (Platin)-Widerstand, der seinen Widerstandswert bei Temperaturänderungen ändert. Nach der Berechnung des Widerstands kann man die Temperatur bestimmen.
Im Kern verwenden RTDs eine bestimmte Art von Metall (in den meisten Fällen Platin, aber auch Nickel und Kupfer werden verwendet), das je nach dem gemessenen Widerstand in diesem Metall die Temperatur bestimmen kann. Die eigentliche Messung erfolgt an dem Element. Ein RTD funktioniert auf der Grundlage der Korrelation zwischen Metalltemperatur und Widerstand.
Wenn die Temperatur eines Metalls steigt, erhöht sich auch der Widerstand des Metalls gegenüber dem Stromfluss. Das liegt daran, dass die Atome und Moleküle des Metalls in Bewegung geraten und es für die freien Elektronen schwieriger wird, sich durch das Material zu bewegen, ohne zu stoßen. Anhand des Widerstands, der bei einer bestimmten Art von Metall gemessen wird, kann man also die Temperatur bestimmen.
Die Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur ist relativ linear, was dazu führt, dass Pt100-Sensoren für eine bestimmte eingestellte Temperatur extrem genau sind. Die Temperaturbereiche reichen von -200 bis + 850°C, je nach Sensor und Klasse.
Ein RTD-Gerät, das zur Temperaturmessung verwendet wird, ist ein Pt100-Sensor, auch RTD oder Dünnschichtsensor genannt. Pt100-Sensoren haben einen Widerstand von 100 Ohm bei 0 °C. Der Platinsensor ändert seinen Widerstandswert, wenn sich die Temperatur ändert.
Typ der RTD-Elemente
Es gibt verschiedene Arten von RTD-Elementen. Die beiden gängigsten sind Dünnfilm-Platin-Elemente und drahtgewickelte Platin-Elemente. Diese Elemente werden von unseren Kunden am häufigsten verwendet. RTD-Sensoren enthalten meist Platin, das einen nahezu linearen Widerstand gegenüber dem Temperaturgradienten aufweist.
- Ein Dünnfilm-RTD-Element besteht aus einer Platinschicht auf einem Keramiksubstrat, das mit Passivierungsschichten aus Glas überzogen ist. Dadurch wird das Pt-Sensorelement vor Umwelteinflüssen geschützt.
- Ein keramisches Drahtelement ist ein Sensor, bei dem ein Platindraht zu einer kleinen Spule gewickelt ist, die in die Löcher eines hochreinen Aluminiumoxidrohrs eingeführt wird.
- Ein anderer häufig verwendeter RTD-Sensor ist ein SMD-Sensor. Dies ist ein Sensor, der speziell für die Montage auf Leiterplatten entwickelt wurde.
Kamet bietet drei Arten von Pt100-Elementen an: Dünnfilm-, Keramikdraht- und SMD-Sensoren. Auch Pt500 oder Pt1000 RTD-Sensoren werden verwendet. Diese RTD-Sensoren haben Ohm-Werte von 500 bzw. 1000 Ohm bei 0°C.
Was ist der Unterschied zwischen einem Platin- und einem Nickelwiderstand?
Am häufigsten werden Platin-RTD-Sensoren verwendet, da Platin einen nahezu linearen Widerstand gegenüber dem Temperaturgradienten aufweist. Es sind aber auch Widerstände aus Nickel erhältlich.
Platinwiderstände haben sich als Widerstandsmaterial in der industriellen Messtechnik praktisch durchgesetzt.
Der größte Vorteil dieser Widerstände ist ihre hohe chemische Beständigkeit und die Tatsache, dass das Material relativ leicht zu bearbeiten ist. Platin ist auch in hochveredelter Form überall erhältlich.
Die Austauschbarkeit der Platin-Temperatursensoren wird von anderen Temperatursensoren nicht übertroffen. Dies ist auf die Eigenschaften eines Platin-Temperatursensors zurückzuführen, die in der europäischen Norm EN 60 751 festgelegt sind.
Nickelwiderstände werden ebenfalls häufig als Widerstandsmaterial verwendet. Der Preisvorteil im Vergleich zu Platin ist erheblich. Allerdings ist der Messbereich eines Nickel-Temperatursensors auf -60°C bis +250°C beschränkt. Die Eigenschaften dieser Nickelsensoren sind in DIN 43 760 (nicht mehr gültig) festgelegt, und die Eigenschaften werden normalerweise auch vom Hersteller angegeben.