RTD står for »Resistant Temperature Detector« (modstandsdygtig temperaturdetektor) og henviser til en temperatursensor, der udnytter samspillet mellem ohmsk modstand og temperatur. Derfor kaldes sensoren også et modstandstemperaturføler. Afhængigt af anvendelsen fås RTD'er med forskellige modstandselementer.
Platinchip-temperaturfølere bruges generelt i RTD'er. Set fra brugerens synspunkt har platin den store fordel, at det er meget stabilt på lang sigt. Der bruges normalt en Pt100-føler. Betegnelsen "Pt" står for platin, og tallet "100" står for 100 Ω basismodstand ved 0 °C. Pt100's modstand stiger med ca. 0,38 Ω pr. Kelvin temperaturstigning. Pt1000-temperaturfølere anvendes også i industrielle applikationer. Her er de elektriske egenskaber ti gange større (basismodstand 1000 Ω og temperaturkoefficient ca. 3,8 Ω/Kelvin).
En ændring i temperaturen har en direkte indvirkning på den elektriske modstand i en metallisk leder og gør det dermed muligt at drage konklusioner om temperaturen. Temperaturkoefficienten eller temperaturkoefficienten for platinsensorerne (ca. 0,38 %/Kelvin) er baseret på platins fysiske egenskaber; de grundlæggende modstande følger af specifikationerne. Karakteristikken er fastlagt i standarden DIN EN 60751, så anvendelsen af RTD'erne er relativt enkel. RTD'en er forbundet til en evalueringsenhed, og feltanordningen bestemmer den ohmske modstand. Normalt findes der lineariseringer som Pt100 og Pt1000 i feltanordningerne, hvorefter anordningen bestemmer sensortemperaturen ud fra den ohmske modstand. Se videoen for mere information om design og funktion af modstandstermometre.
Der findes en lang række forskellige RTD-temperaturfølere. De mest almindelige er RTD-temperaturfølere med en terminalhoved eller med et tilslutningskabel.
En RTD-temperaturføler med terminalhoved har et modulært design: Den består af måleindsatsen, termobrønden, terminalhovedet og tilslutningsstikket indeni samt eventuelt flanger eller kompressionsfittings. Kun den del af RTD-temperaturføleren, der er monteret på den, der er direkte påvirket af den målte variabel, betegnes som temperatursensor.
For RTD-temperaturfølere med tilslutningskabel er en måleindsats og terminalhovedet ikke nødvendigt. Temperaturføleren er direkte forbundet til tilslutningskablet og indsat i termorøret. For at aflaste kablet er enden af termorøret rullet eller presset ind flere gange (beskyttelsesklasse IP65). Rummet mellem termorøret og temperaturføleren er normalt fyldt med et varmeledende materiale for at forbedre den termiske kontakt med det målte medium. Den maksimale måletemperatur bestemmes primært af temperaturmodstanden i tilslutningskablets kappe og isoleringsmateriale.
Tilslutningshovedet indeholder en tilslutningsbøsning til fastgørelse af tilslutningskablet. Termometeret fastgøres med en flange. Termometre af denne type muliggør måling op til 600 °C og anvendes ofte i ovnkonstruktion.
Skruetermometre muliggør en tryktæt afslutning af processen. Ved termometre med tilslutningskabel er den maksimale temperatur begrænset af kablet. Der kan måles maksimale temperaturer på ca. 400 °C.
Overflade følere har den fordel, at de ikke kræver en procesforbindelse. De måler temperaturen på en overflade og gør det dermed muligt at drage konklusioner om medietemperaturen i et rørsystem eller en tank. Det er dog ikke muligt at foretage præcise målinger med dem.
For at gøre det nemmere at montere/afmontere skruetermometre er det ofte en fordel at anskaffe dem med et stik. Nedenstående tilslutningssystemer er ofte anvendte.
Måleindsatser er færdiglavede enheder bestående af temperaturføler og tilslutningsbase, hvor temperaturføleren er placeret i et indsatsrør med en diameter på 6 eller 8 mm fremstillet af SnBz6 i henhold til DIN 17 681 (op til 300 °C) eller nikkel. Det indsættes i det egentlige beskyttelsesrør, som ofte er fremstillet af rustfrit stål.
Den elektriske modstand i RTD-temperaturfølere ændrer sig afhængigt af temperaturen. For at registrere udgangssignalet måles det spændingsfald, der forårsages af en konstant måle strøm.
Der er 3 tilslutningstyper: to-leder, tre-leder og fire-leder.
Ved to-leder-teknikken er evalueringselektronikken og temperaturføleren forbundet med et to-leder-kabel. Ved tre-leder-teknikken føres et ekstra kabel til en kontakt på RTD-temperaturføleren. Der dannes således to målekredsløb, hvoraf det ene bruges som reference. Fire-leder-teknikken tilbyder den mest optimale tilslutningsmulighed for RTD-temperaturfølere. Måleresultatet påvirkes ikke af ledningsmodstandene eller deres temperaturafhængige svingninger.
Med treledningsforbindelsen forbinder en ekstra ledning modstandsføleren med evalueringsenheden. Evalueringsenheden måler spændingsfaldet ved modstandsføleren og forbindelsesledningerne (UM). Ved hjælp af den tredje leder bestemmer evalueringsenheden yderligere spændingsfaldet ved en leder (UL½ ). Den dobbelte værdi af denne spænding trækkes fra UM, og dermed bestemmes spændingsfaldet ved modstandsføleren. Hvis alle ledninger har samme modstand, opstår der ingen fejl som følge af ledningsmodstandene, og følerens modstand bestemmes uden fejl. Trefasetilslutningen er tilstrækkelig til de fleste applikationer.
Den fjerde ledning bruges til at bestemme den nøjagtige spænding ved modstandsføleren i fire-leder-forbindelsen.
Som enhver anden elektrisk leder har ledningen mellem temperaturføleren og evalueringselektronikken en modstand, der er forbundet i serie med temperatureføleren. Det betyder, at de to modstande lægges sammen, hvilket resulterer i en systematisk højere temperaturaflæsning. Ved større afstande kan ledningsmodstanden udgøre flere ohm og forårsage en betydelig forvanskning af den målte værdi. For at undgå de ovenfor beskrevne problemer med to-leder-teknologi og stadig kunne undvære flerleder-kabler, anvendes to-leder-transmittere: Transmitteren omdanner sensorsignalet til et standardiseret, temperaturlineært strømsignal på 4 ... 20 mA. Transmitteren forsynes også via de to tilslutningskabler ved hjælp af en hvilestrøm på 4 mA. På grund af det forhøjede nulpunkt kaldes dette også »life zero«. Den to-ledede transmitter har også den fordel, at den reducerer følsomheden over for interferens betydeligt ved at forstærke signalet. Der er to designs til placering af senderen. Da afstanden for det uforstærkede signal skal holdes så kort som muligt for at reducere signalets følsomhed over for interferens, kan det monteres direkte i følerens i dets tilslutningshoved. Denne optimale løsning er dog undertiden i modstrid med designbetingelser eller det faktum, at senderen kan være vanskelig at nå i tilfælde af en fejl. I dette tilfælde anvendes en transmitter til skinnemontering i skabskabet. Fordelen ved bedre adgang opvejes dog af en længere afstand, som det uforstærkede signal skal tilbagelægge.
Med tre-leder-kredsløbet kan ledningsmodstanden kompenseres både i størrelse og i temperaturafhængighed. Forudsætningerne for alle tre kerner er dog identiske egenskaber og de samme temperaturer, som de udsættes for. Da dette i de fleste tilfælde er tilfældet med tilstrækkelig nøjagtighed, er tretrådsteknologi den mest almindelige i dag. En linjekompensation er ikke nødvendig.