Industrielle Platin-Widerstandsthermometer und Platin-Temperatursensoren nach IEC 60751

Die von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) herausgegebene Norm „IEC 60751 Industrielle Platin-Widerstandsthermometer und Platin-Temperatursensoren“ beschreibt Anforderungen an industrielle Platin-Widerstandsthermometer und industrielle Platin-Widerstands-Temperatursensoren, bei denen der elektrische Widerstand aus definierten Funktionen der Temperatur abgeleitet wird, zusätzlich zur Widerstands-Temperatur-Beziehung.

Diese Norm gilt für Platinwiderstände und -thermometer mit unterschiedlichen Toleranzklassen im Temperaturbereich von -200 °C bis +850 °C. Sie kann auch spezifische Platinwiderstände oder -thermometer für einen bestimmten Teil dieses Temperaturbereichs abdecken.

Für Widerstands-Temperatur-Beziehungen mit Unsicherheiten unter 0,1 Grad, die nur bei Platinwiderständen oder Thermometern mit außergewöhnlich hoher Stabilität und individueller Kalibrierung möglich sind, kann eine komplexere Interpolationsgleichung als die in dieser Norm dargestellte erforderlich sein. Die Spezifizierung solcher Gleichungen liegt außerhalb des Anwendungsbereichs dieser Norm.

Die Kennlinie des Nennwiderstands in Abhängigkeit von der Temperatur sowie die Toleranzklassen für Platinwiderstände und -thermometer sind genormt. Diese Norm gilt für die Anschlusspunkte eines Messplatinwiderstands und die Klemmen eines Thermometers.

Bei Zweidrahtverbindungen müssen die Widerstandswerte der Enden zwischen dem Anschlusspunkt des Platinwiderstands und den Klemmen berücksichtigt werden. Diese Werte sind von den gemessenen Widerständen abzuziehen. In manchen Fällen empfiehlt es sich, auch den Temperaturkoeffizienten der Drahtenden, die geometrischen Eigenschaften der Drähte und die Temperaturverteilung entlang ihrer Länge zu berücksichtigen. Diese Informationen können den Anwendern als Zusatzinformation zur Verfügung gestellt werden.

Damit ein Thermometer dieser Norm entspricht, muss es aus Platinwiderstand bestehen, der dieser Norm genügt. Platinwiderstände und Thermometer werden geprüft, um nachzuweisen, dass das Gerät alle in dieser Norm festgelegten Anforderungen erfüllt. Die Lieferanten sind dafür verantwortlich, die Prüfungen durchzuführen und die Konformität des Geräts mit dieser Norm vor der Auslieferung an den Anwender nachzuweisen. Die Prüfmethode und die Bewertung sind in dieser Norm beschrieben.

In der industriellen Temperaturmessung sind Genauigkeit und Zuverlässigkeit von höchster Bedeutung. Hier kommt die Norm IEC 60751 ins Spiel, ein internationaler Standard, der die Grundlage für Platin-Widerstandsthermometer und -sensoren bildet. Diese Norm definiert den entscheidenden Zusammenhang zwischen Temperatur und elektrischem Widerstand für industrietaugliche, platinbasierte Geräte. Die IEC 60751 gewährleistet, dass diese Sensoren unter verschiedensten Bedingungen genaue und reproduzierbare Ergebnisse liefern.

Diese neueste Aktualisierung des Standards trägt den Fortschritten in der Sensortechnologie Rechnung und erhält gleichzeitig, wo immer möglich, die Abwärtskompatibilität aufrecht.

Sensoren, die der Norm IEC 60751 entsprechen, finden breite Anwendung in Branchen, die eine zuverlässige Temperaturregelung erfordern. Zum Beispiel:

• Prozessautomatisierung: In Raffinerien und der Lebensmittelverarbeitung überwachen Pt100-Sonden Rohrleitungen mit minimalen Abweichungen über die Jahre.
• Gebäudemanagement und Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik: Gewährleistet eine energieeffiziente Klimatisierung durch präzise Überwachung der Umgebungsbedingungen.
• Medizinische und Laborgeräte: Unterstützt sterile Umgebungen mit nachvollziehbarer Genauigkeit.

Diese neueste Aktualisierung des Standards enthält Verbesserungen, die die durch frühere Änderungen entstandene Verwirrung beseitigen sollen. Zu den wichtigsten Aktualisierungen gehören:

• Zu den sieben technischen Änderungen gehören erweiterte RT-Funktionen, aktualisierte Polynomkoeffizienten für die ITS-90-Ausrichtung und klarere Definitionen für Sensorkonfigurationen.
• Toleranzerklärungen: Durch die Betonung der vollständigen Thermometerprüfung wird die Debatte zwischen Elementgenauigkeit und Systemgenauigkeit allein gelöst.
• Breiterer Anwendungsbereich: Er umfasst explizit sowohl Thermometer als auch blanke Widerstände und bietet Hinweise zur Vibrationsfestigkeit von Dünnschichtelementen.

Diese Änderungen minimieren Fehler bei Anwendungen mit langen Kabeln, bei denen ein Kabelwiderstand von 1 Ω die Pt100-Messung um 1 Prozent verfälschen könnte, bei Pt1000 jedoch nur um 0,1 Prozent.

Die Norm IEC 60751 definiert die grundlegenden Regeln zur Gewährleistung von Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Konsistenz bei Temperaturmessungen. Die wichtigsten Gründe für die Bedeutung dieser Norm, insbesondere in industriellen Anwendungen, sind folgende:

• Es gewährleistet Empfindlichkeit und Genauigkeit: Dieser Standard definiert mathematisch den Zusammenhang (RT-Kurve) zwischen Temperatur und elektrischem Widerstand in Platinsensoren. Dadurch sind Messungen mit Millisekundengenauigkeit im Bereich von -200 °C bis +850 °C möglich.

Toleranzklassen definieren die maximalen Abweichungsgrenzen von Sensoren. Beispielsweise bietet ein Sensor der Klasse A eine Genauigkeit von plus/minus 0,15 Grad und minimiert so Fehler in kritischen Prozessen, von Laboren bis hin zu Fabriken.

Fazit: Es verhindert Produktionsausfälle, Energieverschwendung und Sicherheitsrisiken durch ungenaue Messungen. Beispielsweise kann bereits eine Abweichung von nur einem Grad in einem chemischen Reaktor Explosionsgefahr bergen.

• Globale Kompatibilität und Standardisierung: Dieser Standard gilt weltweit. Hersteller in verschiedenen Ländern halten sich an dieselben Regeln und gewährleisten so die Kompatibilität der Geräte. Er bietet Abwärtskompatibilität zu älteren Systemen (z. B. DIN-Normen) und passt sich mit dem neuesten Update modernen Technologien (ITS-90-Temperaturskala) an. Dadurch werden Probleme in der Lieferkette vermieden.
• Verbessert die industrielle Sicherheit und Zuverlässigkeit: Diese Norm definiert die Beständigkeit der Sensoren gegenüber Vibrationen, Feuchtigkeit und Überhitzung. Sie ist mit Normen für explosionsgefährdete Bereiche kompatibel und gewährleistet so einen sicheren Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen (z. B. Ölraffinerien).

Kurz gesagt, Temperaturmessungen ohne die Norm IEC 60751 wären chaotisch und unsicher. Diese Norm ermöglicht es der Industrie, effizient, sicher und wettbewerbsfähig zu bleiben.

Zusammenfassend ermöglicht die Norm IEC 60751 die weltweite Interoperabilität in der Temperaturmessung. Durch die Definition präziser RT-Beziehungen und Toleranzen erlaubt sie der Industrie eine zuverlässige und kosteneffiziente Messung.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm IEC 60751 „Industrielle Platin-Widerstandsthermometer und Platin-Temperatursensoren“ an.