PT100 oder Thermoelement - welcher Sensor misst besser?
PT100-Widerstandsthermometer und Thermoelemente decken unterschiedliche Aufgaben der Temperaturmessung ab. Dieser Ratgeber vergleicht Temperaturbereich, Genauigkeit nach DIN EN 60751 und IEC 60584 sowie die Ansprechzeit und zeigt, welcher Sensor für welche Prozessmessung passt.
Temperatursensoren ansehenWie funktionieren PT100 und Thermoelement?
Ein PT100 ist ein Widerstandsthermometer aus Platin, dessen elektrischer Widerstand mit der Temperatur steigt: bei 0 °C exakt 100 Ω, bei 100 °C rund 138,5 Ω. Ein Thermoelement nutzt dagegen den Seebeck-Effekt: Zwei unterschiedliche Metalle erzeugen an der Messstelle eine temperaturabhängige Thermospannung im Millivolt-Bereich.
Der PT100 misst absolut und braucht eine Speisung, liefert dafür ein sehr lineares, stabiles Signal. Das Thermoelement misst die Differenz zwischen Messstelle und Vergleichsstelle (Kaltstelle) und benötigt daher eine Kaltstellenkompensation im Messumformer.
- PT100: 100 Ω bei 0 °C, Temperaturkoeffizient α = 0,00385 Ω/Ω/°C.
- PT1000: gleiche Kennlinie, aber 1000 Ω - geringerer Einfluss der Leitungswiderstände.
- Thermoelement: Signal ist eine Spannung, keine Speisung nötig, aber Ausgleichsleitung erforderlich.
Temperaturbereich, Genauigkeit und Ansprechzeit im Vergleich
Die drei entscheidenden Kriterien sind Messbereich, Genauigkeit und Ansprechzeit. PT100 punktet bei Präzision im mittleren Bereich, Thermoelemente bei hohen Temperaturen und schneller Reaktion.
Thermoelement-Typen decken je nach Werkstoffpaarung verschiedene Bereiche ab: Typ K (NiCr-Ni) bis rund 1200 °C ist der Universaltyp, Typ J bis 750 °C, Typ T für tiefe Temperaturen, und die Edelmetalltypen R, S und B reichen bis 1700 °C. Der PT100 bleibt in seinem Bereich deutlich genauer und reproduzierbarer.
Welcher Sensor passt zu welcher Prozessmessung?
Die Auswahl richtet sich nach Temperaturniveau, geforderter Genauigkeit, Reaktionsgeschwindigkeit und Umgebung. Auch Anschlussart und Messumformer spielen eine Rolle.
- Labor, Heiz-, Kälte- und Klimatechnik: PT100 wegen hoher Genauigkeit und Stabilität.
- Öfen, Schmelzen, Abgas und Brenner: Thermoelement Typ K, S oder B für hohe Temperaturen.
- Schnelle Regelstrecken und kleine Bauteile: dünnes Mantel-Thermoelement mit kurzer Ansprechzeit.
- Lange Leitungswege: PT100 in 4-Leiter-Schaltung oder PT1000, um Leitungswiderstände zu eliminieren.
- Starke Vibration und Schock: Thermoelement ist mechanisch robuster als das empfindliche Pt-Element.
So wandeln Sie Sensorsignale normgerecht in 4-20 mA oder digitale Bussignale.
Zum RatgeberHäufige Fragen
Ist ein PT100 genauer als ein Thermoelement?
Im Bereich bis etwa 600 °C ja. Ein PT100 der Klasse A erreicht bei 0 °C ±0,15 °C, während ein Thermoelement der Klasse 1 typisch ±1,5 °C liegt. Bei hohen Temperaturen spielt das Thermoelement seine Stärke aus.
Warum reagiert ein Thermoelement schneller?
Die Messstelle ist ein kleiner Schweißpunkt mit sehr geringer Masse. Dadurch nimmt es Temperaturänderungen schneller auf als das trägere Pt-Widerstandselement des PT100, oft in unter einer Sekunde.
Wozu die 3- oder 4-Leiter-Schaltung beim PT100?
Der Widerstand der Zuleitung verfälscht die Messung. Die 3-Leiter-Schaltung kompensiert diesen Fehler weitgehend, die 4-Leiter-Schaltung eliminiert ihn vollständig und liefert das genaueste Ergebnis.
Welchen Thermoelement-Typ soll ich wählen?
Typ K ist der Universaltyp bis rund 1200 °C. Für tiefe Temperaturen eignet sich Typ T, für sehr hohe die Edelmetalltypen R, S und B bis 1700 °C. Der Typ richtet sich nach Temperatur und Medium.
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Normgeprüft
Sensoren nach DIN EN 60751 und IEC 60584.
Definierte Klassen
Toleranzklassen A/B bzw. 1/2 dokumentiert.
Kalibrierbar
Werks- oder DAkkS-Kalibrierung auf Wunsch.
Fachberatung
Spezialisten helfen bei Typ und Anschlussart.