Weerstandstemperatuursensoren

Weerstandstemperatuursensoren, vaak afgekort RTD’s (Resistance Temperature Detectors) in het Engels, zijn sensoren die temperatuursveranderingen meten via de verandering in elektrische weerstand van een materiaal. Het meest gebruikte materiaal is platina, omdat het een grote, stabiele weerstandsprong en een lange termijn stabiliteit biedt. Andere beschikbare materialen zijn niellaat en koper, maar deze zijn minder gangbaar voor proces- en laboratoriumtoepassingen.

Werking en kenmerken

RTD’s werken volgens de wet dat de weerstand van een vaste stof met de temperatuur verandert. Voor platina RTD’s is de weerstandszonering nauwkeurig bekend en wordt vaak gebruikgemaakt van de Callendar-Van Dusen-relatie om de weerstand bij elke temperatuur te berekenen. Typische RTD-elementen zijn Pt100 of Pt1000, wat betekent dat de weerstand bij 0 graden Celsius respectievelijk 100 ohm of 1000 ohm is. RTD’s bieden hoge nauwkeurigheid, uitstekende herhaalbaarheid en hoge stabiliteit over tijd, maar hebben doorgaans een hogere prijs en langer responsian dan sommige alternatieven zoals thermistors.

Typen en constructie

RTD’s bestaan uit een resistief element van platina (of een alternatief metaal) in een beschermende behuizing of koolstofhuls. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende uitvoeringen en stroomleidingen, zoals Pt100 of Pt1000. Drie belangrijke aansluitwijzen zijn 2-, 3- en 4-draadconfiguraties, die gebruikt worden om de weerstand van de bedrading te compenseren en zo de nauwkeurigheid te vergroten.

Toepassingen en standaarden

Weerstandstemperatuursensoren vinden brede toepassing in procesbeheer, HVAC, laboratoriuminstrumentatie en industriële automatisering. De industriële normen IEC 60751 en DIN EN 60751 definiëren toleranties, classificaties en kalibratie-criteria voor RTD’s. Veelvoorkomende nauwkeurigheidsklassen zijn bijvoorbeeld Class A en Class B, die verschillen in tolerantie en stabiliteit.

Voordelen en beperkingen

Voordelen zijn onder meer hoge nauwkeurigheid, stabiliteit en lange termijn betrouwbaarheid. Nadelen zijn hogere kosten, gevoeligheid voor beschadiging en relatief tragere respons in vergelijking met thermistors, vooral bij hoge snelheidsmetingen. RTD-systemen vereisen meestal een gecontroleerde stroombron en geschikte signaalverwerking om ruis en lead-widerstände te minimaliseren.