So kalibrieren Sie einen PT100-Temperatursensor

Bei der Kalibrierung eines PT100-Temperatursensors werden die Messwerte des Sensors mit Standardwerten bei bekannten Temperaturen verglichen, Fehler berechnet und korrigiert, um sicherzustellen, dass die Messgenauigkeit den Anforderungen entspricht. Die Kalibrierung ist ein entscheidender Schritt zur Sicherstellung einer langfristig stabilen und genauen Temperaturmessung des PT100, was besonders wichtig für industrielle Steuerungen, medizinische Geräte und wissenschaftliche Forschung ist. Zu den gängigen Kalibrierungsmethoden gehören die Nullpunktkalibrierung, die Zweipunktkalibrierung, die Mehrpunktkalibrierung und Festpunkt-/Vergleichsmethoden. Die konkrete Wahl hängt von den Genauigkeitsanforderungen und dem Anwendungsszenario ab.

I. Vorbereitungen vor der Kalibrierung

Vorbereitung der Standardausrüstung

Standard-Platin-Widerstandsthermometer (z. B. Standard-Platin-Widerstand der Klasse II): Höhere Genauigkeit als der zu kalibrierende PT100

Thermostatic Bath: freezing point bath (0℃), water bath (0–100℃), oil bath or salt bath (>100 Grad)

Vier-Digitalmultimeter: Genauigkeit besser als 0,01 Ω, wird verwendet, um den Einfluss des Drahtwiderstands zu eliminieren

Geschirmtes Anschlusskabel und Isolationstester: Gewährleisten Sie Signalreinheit und Sicherheit

Umgebungsbedingungen

Labortemperatur stabil bei 20 ± 5 Grad, relative Luftfeuchtigkeit kleiner oder gleich 80 %

Vermeiden Sie starke elektromagnetische Störungen, Vibrationen und Luftstromstörungen

Inspektion des zu kalibrierenden Sensors

Keine äußeren Schäden, keine gebrochenen oder oxidierten Leitungen

Isolationswiderstand größer oder gleich 100 MΩ (getestet mit einem Megaohmmeter)

Stellen Sie sicher, dass der Sensor sauber und trocken ist

II. Gängige Kalibrierungsmethoden und Betriebsabläufe

1. Nullpunkt-Kalibrierungsmethode (0-Grad-Kalibrierung)

Geeignet für die grundlegende Genauigkeitsüberprüfung oder die schnelle -Kalibrierung vor Ort.

Betriebsabläufe:

1. Führen Sie den PT100 in die Eiswassermischung (Gefrierpunktbad) ein und achten Sie dabei auf eine Eintauchtiefe von mindestens 30 mm.

2. Warten Sie, bis sich die Temperatur stabilisiert hat (Schwankung kleiner oder gleich ±0,02 Grad/10 Min.).

3. Messen Sie den Widerstand mit einem Vierleitersystem.

Der Standardwert sollte 100,00 Ω ± zulässiger Fehler betragen (Klasse A: ±0,15 Grad, Klasse B: ±0,30 Grad).

Tipp: Für eine hochpräzise Kalibrierung wird die Verwendung einer Wasser-Triple-Point-Flasche (0,01 Grad) empfohlen, um die Unsicherheit zu verringern.

2. Zwei-Punkt-Kalibrierungsmethode (0 Grad + 100 Grad)

Dies ist die am häufigsten verwendete Methode, die Linearität und Genauigkeitsbewertung in Einklang bringt.

0-Grad-Kalibrierung: Wie oben

100-Grad-Kalibrierung:

Tauchen Sie den PT100 und den Standardsensor zusammen in ein Wasserbad mit konstanter Temperatur von 100 Grad. Halten Sie eine horizontale Temperaturfeldgleichmäßigkeit von weniger als oder gleich 0,01 Grad aufrecht und sorgen Sie für ein thermisches Gleichgewicht für 10–30 Minuten.

3. Mehrpunkt-Kalibrierungsmethode (Hochpräzisionsanwendungen): Geeignet für Labore, Pharmazeutika, Messtechnik und andere Anwendungen, die extrem hohe Präzision erfordern.

Auswahl des Kalibrierungspunkts: Wählen Sie 5–7 Temperaturpunkte innerhalb des Messbereichs (z. B. 0 Grad, 50 Grad, 100 Grad, 200 Grad, 300 Grad).

Methode: Verwenden Sie zur Kalibrierung die Vergleichsmethode, indem Sie den zu kalibrierenden Sensor und den Standard gleichzeitig in ein Bad mit konstanter Temperatur legen.

Datenanpassung: Passen Sie die Kalibrierungskurve mithilfe der Methode der kleinsten Quadrate an, um Korrekturkoeffizienten oder Nachschlagetabellendaten zu generieren.

4. Festpunktkalibrierung (höchste Genauigkeit): Nutzen Sie den Phasenübergangspunkt einer reinen Substanz als natürliche Temperaturreferenz, wie zum Beispiel:

Wassertripelpunkt: 0,01 Grad

Siedepunkt des Wassers: 100 Grad (Korrektur wegen Druckeffekten erforderlich)

Stin-Erstarrungspunkt: 231,928 Grad

Genauigkeit bis zu ±0,0001 Grad, wird hauptsächlich in nationalen Metrologielabors verwendet.

III. Verarbeitung und Anwendung nach-der Kalibrierung

Fehlerkorrektur

Wenn eine Abweichung erkannt wird, kann über die Steuerungssoftware eine Nullpunkt-Offsetkorrektur oder eine Verstärkungsanpassung durchgeführt werden. High-End-Systeme unterstützen das automatische Laden von Kalibrierungskurven für die nichtlineare Kompensation.

Empfohlener Kalibrierungszyklus

Allgemeine Industrieumgebungen: Einmal im Jahr. Hohe-Temperaturen, korrosive oder kritische Anwendungen: Alle 6 Monate.

IV. Schlüsselfaktoren, die die Kalibrierungsgenauigkeit beeinflussen

V. Trends in der automatisierten Kalibrierung

Moderne Kalibratoren (wie der MC6-T) haben vollständig automatisierte Kalibrierprozesse erreicht:

Automatische Temperatureinstellung, Datenerfassung, Fehlerberechnung und Berichterstellung.

Unterstützt die Integration mit der CMX/LGiCAL-Verwaltungssoftware zur Verbesserung der Effizienz und Konsistenz.