Wie funktioniert eigentlich ein PT100-Sensor?

25. März 2012 Steffen
Xinje

Funktionsweise von PT100-Sensoren

Ein PT100 Sensor ist ein Temperaturfühler, mit dem man sehr einfach Temperaturen messen und verarbeiten kann. PT100 Sensoren nutzen dazu den Effekt, dass Metalle bei Temperaturänderung ihren Widerstand ändern. PT100 Sensoren nutzen dazu einen Platindraht, durch den ein Strom fließt. Der Strom wird über ein PT100-Modul erzeugt, an den der PT100-Sensor als Draht angeschlossen ist. Das Modul misst kontinuierlich den Widerstand des PT-100 Sensors und stellt die ermittelte Temperatur als Messwert zur Verfügung.

Der Messbereich von PT100-Sensoren ist je nach Gerät unterschiedlich. Ein typischer Messbereich für einen PT100 Sensor ist z.B. -100°C und +350°C. Für höhere Temperaturen kommen als Alternative sogenannte Thermoelemente zum Einsatz.

PT100-Sensoren eignen sich hervorragend für den Einsatz in einer SPS. Viele SPS verfügen über Erweiterungen, an die sich PT100-Sensoren direkt anschließen lassen. Damit können externe Wandler eingespart werden.

PT100-Sensoren in der Thinget SPS

Die Thinget SPS verfügt über ein eigenes Modul für die Aufnahme von PT100 Sensoren. Bis zu 6 Sensorelemente können in 2-Leiter-Ausführung angeschlossen werden. Damit wird eine einfache Temperaturmessung an der SPS ermöglicht. Die beiden Drähte der PT100-Sensoren werden dazu einfach am PT100-Modul angeschlossen, Leitungslängen von 1-3 Metern sind typisch. Bis zu Bis zu 7 PT100-Module können an einer SPS angeschlossen werden.

Der Messbereich liegt zwischen -100°C bis +350°C, die Auflösung beträgt 0,1°C, die Messgenauigkeit +/-0,8%. Die zeitliche Auflösung der Messung in der SPS liegt bei etwa 0,6 Sekunden, wobei PT100-Sensoren selber abhängig von der Umgebungstemperatur einige Zeit benötigen, um die Temperatur ihrer Umgebung anzunehmen.

Die Messwerte stehen in der SPS als Temperatur-Wert zur Verfügung. Im SPS-Programm lassen sie sich einfach aus den Eingangswerten der analogen Erweiterungsmodule auslesen. Diese haben den Adressbereich ID. Die Adressierung folgt dabei der Position des Erweiterungsmoduls und des angesprochenen Kanals. Die Hunderterstelle ist dabei das Modul, beginnend bei 100 für Module 1, die letzte Stelle gibt den Kanal an, beginnend bei 0. ID200 ist also Kanal 0 auf Erweiterungsmodul 2. ID200 kann im SPS-Programm einfach in beliebige Vergleiche oder Befehle eingebunden werden, in denen Words zulässig sind. Die Werte sind einfache 16-Bit-Werte mit Vorzeichen und können in der SPS einfach verarbeitet werden.

Der Wertebereich der PT100-Eingänge in der SPS liegt zwischen -1.000 und +3.500. Der Wert -1.000 steht dabei für -100°C, +3.500 für 350°C. Der Wert für 22°C-Zimmertemperatur in der SPS in ID200 wäre also +220.

Wo bekommt man PT100-Module und Sensoren?

Die PT100-Module für die Thinget-SPS bekommt ihr bei uns im Online-Shop für 149 Euro zuzüglich Mehrwertsteuer und Versand. Die passende SPS ist zum Beispiel die Thinget XC3-32 für 139 Euro zuzüglich Mehrwertsteuer und Versand. Eine tolle Adresse für passende PT100-Messfühler ist der Sensorshop24. Hier bekommt ihr einfache PT100-Kabelfühler mit 1 Meter Leitungslänge in Zweileiterausführung für weniger als 10 Euro.

Ein einfaches Temperaturmesssystem mit einer SPS, einer PT100-Erweiterung und 6 PT-100-Messfühlern bekommt ihr also für weniger als 340 Euro.

Euer spstiger

Bildquelle: Wikimedia Commons