Für die Verbindung von der Platine (Sensor) zum Messgerät oder Transmitter gibt es drei verschiedene Anschlussmöglichkeiten - die sogenannte 2-, 3- oder 4-Leiter-Schaltung
2-Leiter-Schaltung
Die einfachste, aber dafür auch die ungenauste Methode um den elektrischen Widerstand zu messen, ist die 2-Leiter-Schaltung. Da der Zuleitungswiderstand voll in das Messergebnis mit einberechnet wird, entstehen erhebliche Messfehler.
Noch einfacher erklärt: Auf dem Weg zwischen Sensor und Messgerät – also im Kabel selber – entsteht bereits einen Spannungsabfall. Die Ungenauigkeit geschieht also in der Zuleitung, vor allem bei langen Kabeln, aber auch bei Übergängen, Klemmen, Lötstellen, Stecker oder bei zu hoch eingestelltem Strom vom Messgerät.
Benutzt man zum Beispiel eine Pt100 2-Leiter-Schaltung, ergibt das einen Messfehler von ca. 0.4 Kelvin auf 1 Meter Leitungslänge.
Ein Bespiel für Sie:
Gehen wir von einer Temperaturmessung von 150°C aus und verwenden dazu einen Pt100 Klasse B mit 10 m Anschlussleitung, so entsteht auf der Anschlussleitungen einen Messfehler von 4 Kelvin, dh. eine Abweichung von 4°C. Wird an einer Messstelle eine konstante Temperatur gemessen, so kann ein temperaturunabhängiger Zuleitungsabgleichwiderstand (=Offset) als fester Wert in Abzug gebracht werden.
3-Leiter-Schaltung
Dieser zusätzliche Leiter ermittelt nur den Zuleitungswiderstand der Anschlussleitung. Also genau dort, wo der Messfehler entsteht. Der Eigenwiderstand, der durch Anschlusskabel, Lötstellen, Klemmen usw. generiert wird, wird so im Messgerät erfasst und kann zur tatsächlichen Temperaturmesswerten abgezogen werden. Wichtig dabei ist, dass der dritte Leiter die gleichen elektrischen Eigenschaften aufweist wie die anderen zwei Leiter.
4-Leiter-Schaltung
Benötigt man bei der Temperaturmessung höchste Genauigkeit, so muss eine 4-Leiter-Schaltung eingesetzt werden. Egal welche Klasse der Sensor verfügt.
Über zwei der vier Leitungen läuft ein bekannter Strom durch den Sensor. Dieser Widerstand wird also separat erfasst. Die anderen zwei Leitungen werden auch direkt zum Sensor geführt, dort wird der Spannungsabfall gemessen. Da nun praktisch kein Strom mehr durch diese zwei Leitungen fliesst, kommt es zu keinem zusätzlichen Spannungsabfall mehr. Fehler können so ausgeschlossen werden.
Sie erzielen somit auch mit langen Anschlussleitungen hervorragende Genauigkeit. Die Pt100 Klasse A, 4-Leiteranschluss bei 10 m Anschlussleitung ist die teuerste und aufwendigste Variante. Bei einer Messung von 150°C erreichen Sie eine Gesamtabweichung von 0.5 Kelvin. Das ist ein sehr genaues Ergebnis.
