Inhaltsverzeichnis
Werbung
3.9.2.4
Messung RTD (nur Pt1000)
RTD Spezifikation und Konvertierung
Die Temperaturmessung mit widerstandsabhängigem RTD-Sensor umfasst generell zwei Schritte:
• Elektrische Messung des Widerstands, ggf. in mehreren Ohm'schen Messbereichen
• Konvertierung (Umrechnung, Transformation) des Widerstands per Software in einem Temperaturwert
nach eingestelltem RTD-Typ (Pt100, Pt1000...).
Beide Schritte können lokal im Beckhoff Messgerät stattfinden. Die Transformation im Gerät kann auch
deaktiviert werden, wenn sie übergeordnet in der Steuerung gerechnet werden soll. Je nach Gerätetyp
können mehrere RTD-Konvertierungen implementiert sein, die sich dann nur in Software unterscheiden.
Dies bedeutet für Beckhoff RTD-Messgeräte, dass
• eine Spezifikation der elektrischen Widerstandsmessung gegeben ist
• und darauf aufbauend im Folgenden je nach unterstütztem RTD-Typ die Auswirkung für die
Temperaturmessung angegeben wird. Zu beachten ist, dass RTD-Kennlinien immer als Formeln
höherer Ordnung oder durch eine Stützstellentabelle in der Software realisiert werden, so dass eine
lineare Übertragung R→T nur in einem engen Bereich sinnvoll ist.
Anwendung auf die ELM350x
Die ELM350x unterstützt die Messung von Widerständen bis 2 kΩ in der 2/3/4‑Leiter-Messung, und die
Konvertierung von Pt1000 RTD-Sensoren bis 2000 Ω/266 °C.
Auch wenn die ELM350x eine alleinige Widerstands-Messung (ohne Umrechnung in Temperatur) nicht
unterstützt, sei hier eine Widerstandspezifikation angegeben da die Temperaturmessung darauf aufbaut.
Hinweis zu 2-/3-/4-Leiter-Anschluss im R/RTD-Betrieb
Bei der einfachen 2-Leiter-Messung beeinflusst der Leitungswiderstand der zu dem Sensor geführten
Zuleitungen den gemessenen Wert. Ist eine Reduzierung dieses systematischen Fehleranteils bei der 2-
Leiter-Messung angestrebt, ist der Zuleitungswiderstand zum Messwiderstand einzurechnen, dieser
Zuleitungswiderstand muss dann allerdings erst ermittelt werden.
Unter Berücksichtigung der Unsicherheit dieses Zuleitungswiderstands kann dieser dann statisch in die
laufende Rechnung einbezogen werden, z.B. bei der EL3751 über das CoE‑Objekt 0x8000:13 [} 529] und
bei ELM350x/ ELM370x über das CoE‑Objekt 0x80n0:13 [} 529].
Eine z.B. durch Alterung oder Temperatur bedingte Widerstandsänderung der Zuleitung wird jedoch nicht
automatisch erfasst. Gerade die Temperaturabhängigkeit von Kupferleitungen mit ~4000ppm/K (entspricht
0,4%/K!) ist nicht unwesentlich beim 24/7-Betrieb!
Durch die 3-Leiter-Messung ist es möglich den systematischen Anteil zu eliminieren, unter der Annahme,
dass die zwei Zuleitungen identisch sind. Bei dieser Messungsart wird der Leitungswiderstand einer
Zuleitung dauernd gemessen. Der ermittelte Wert wird dann zwei Mal von dem Messergebnis abgezogen
und der Leitungswiderstand so eliminiert. Dies führt technisch zu einer deutlich zuverlässigeren Messung.
Unter Berücksichtigung der Messunsicherheit ist der Gewinn durch den 3-Leiter-Anschluss allerdings nicht
so erheblich, da diese Annahme einer hohen Ungewissheit unterliegt - die einzelne, nicht nachgemessene
Leitung könnte doch beschädigt oder unbemerkt widerstandsvariant sein.
Der 3-Leiter-Anschluss ist also ein technisch bewährter Ansatz, bei einer methodisch nach Messunsicherheit
bewerteten Messung wird dringend der voll-kompensierte 4‑Leiter‑Anschluss empfohlen.
Sowohl bei 2-Leiter- als auch bei 3-Leiter-Anschluss beeinflussen die Übergangswiderstände der
Klemmkontakte den Messvorgang. Durch einen anwenderseitigen Abgleich bei gesteckter Signalverbindung
kann die Messgenauigkeit weiter erhöht werden.
ELM3xxx
Version: 2.11
Produktübersicht
153
Werbung
Inhaltsverzeichnis
