Temperaturfølere til bygningsautomation: RTD, NTC eller 0–10 V

Temperatur er den mest almindelige måling i en bygning, fra vandkredse til kanal-, rum- og udeluft. Valget af temperaturfølere til bygningsautomation står primært mellem Pt100- og Pt1000-modstandstermometre, NTC-termistorer og transmittere med 0–10 V- eller 4–20 mA-udgang. Det valg afgør, hvilket indgangsmodul du skal bruge, hvor langt føleren kan sidde fra modulet, og hvor nøjagtig målingen bliver. Nedenfor sammenligner vi mulighederne, beregner betydningen af kabelmodstanden og viser, hvilke ICP DAS-indgangsmoduler der læser hver følertype.

Følertyperne

Pt100 og Pt1000

Platinmodstandstermometre (RTD'er) følger en standardkurve defineret i IEC 60751. En Pt100 har 100 Ω ved 0 °C, og en Pt1000 har 1000 Ω. Med standardkoefficienten stiger modstanden med ca. 0,385 Ω pr. kelvin for en Pt100 og 3,85 Ω pr. kelvin for en Pt1000. Følere fra forskellige producenter kan udskiftes med hinanden inden for deres toleranceklasse, hvilket gør RTD'er til det oplagte valg til vandkredse og energiberegninger.

NTC-termistorer

Modstanden i en NTC-termistor falder, når temperaturen stiger, og ændringen pr. kelvin er stor, så ledningsmodstanden betyder næsten intet. Kurven er ikke-lineær og varierer mellem typer: en 10 kΩ NTC fra én producent svarer ikke nødvendigvis til en 10 kΩ NTC fra en anden. Indgangsmodulet skal bruge præcis den rigtige kurve, ellers kan målingen afvige flere grader i yderområderne.

0–10 V- og 4–20 mA-transmittere

En transmitter kombinerer et følerelement med elektronik, der omsætter temperaturen til et standardsignal over et fast område, f.eks. 0–50 °C. Den kræver forsyning, typisk 24 V, men kan læses af enhver analog indgang. Spændingssignaler er følsomme over for spændingsfald og støj på lange kabler. En 4–20 mA-sløjfe er mere robust over afstand, og en strøm under 4 mA indikerer kabelbrud.

2-leder-, 3-leder- og 4-leder-tilslutning af RTD'er

Ved 2-leder-tilslutning måler indgangen føleren plus modstanden i begge ledere. En 3-leder-tilslutning tilføjer en tredje leder, så modulet kan måle ledningsmodstanden og trække den fra, under forudsætning af at lederne er ens. En 4-leder-tilslutning adskiller målestrømmen fra spændingsmålingen og fjerner ledningsmodstanden næsten helt.

Regneeksempel: en kobberleder på 0,5 mm² har ca. 0,035 Ω pr. meter ved 20 °C. I et 2-leder-kredsløb lægges begge lederes modstand til målingen:

En 2-leder-Pt100 er derfor kun acceptabel med meget korte ledninger. En 2-leder-Pt1000 er ofte god nok til rum- og kanalfølere. Ved lange kabelføringer og ved vandtemperaturer, der indgår i energiberegninger, skal der bruges 3-leder- eller 4-leder-tilslutning. Ledningsmodstanden varierer desuden med kablets temperatur, så en fast offsetkorrektion er aldrig præcis.

Nøjagtighed: føler, kabel og indgangsmodul

Den samlede fejl er summen af følerens tolerance, kablingens indflydelse og indgangsmodulet. IEC 60751 klasse B tillader ±(0,3 + 0,005·|t|) °C, hvilket er ±0,4 °C ved 20 °C, og klasse A tillader ±(0,15 + 0,002·|t|) °C. Indgangsmodulers nøjagtighed angives normalt i procent af fuldt måleområde (FSR), så omregn den ud fra temperaturspændet for den valgte indgangstype. Brug parsnoet, skærmet kabel, hold følerkabler adskilt fra net- og motorkabler, og jordforbind skærmen i kun den ene ende.

Sammenligning af temperaturfølere til bygningsautomation

Hvilke ICP DAS-indgangsmoduler læser hvilke følere

RS-485-moduler med Modbus RTU

• M-7015-G: 6 RTD-indgange til Pt100, Pt1000, Ni120, Cu50, Cu100 og Cu1000, konfigurerbare pr. kanal, med detektering af kabelbrud.
• M-7015P-G: de samme 6 indgange med kompensering af ledningsmodstand ved 3-leder-tilslutning, beregnet til RTD-måling over lange afstande.
• M-7033-G: 3 RTD-indgange til Pt100, Pt1000 og Ni120 med 2-, 3- eller 4-leder-tilslutning og kompensering af ledningsmodstand i 3- og 4-leder-tilstand.
• M-7005-G: 8 termistorindgange med foruddefinerede typer og brugerdefinerede typer angivet som Steinhart-koefficienter samt 6 alarmudgange.
• tM-TH8: 8 isolerede termistorindgange, også med brugerdefinerede typer.
• M-7017R-G: 8 differentielle indgange til spænding op til ±10 V og til strøm; strømindgange kræver en ekstern 125 Ω-modstand.

Ethernet-moduler med Modbus TCP

• ET-7015 og PET-7015: 7 RTD-indgange til Pt100, Pt1000, Ni120, Cu100 og Cu1000 med 2- eller 3-leder-tilslutning og kompensering af ledningsmodstand ved 3-leder. PET-7015 har desuden PoE efter IEEE 802.3af.
• PET-7215: de samme RTD-indgange med en indbygget 2-ports Ethernet-switch til daisy chain-forbindelse.
• PET-7005: 8 termistorindgange med brugerdefinerede typer og 4 digitale udgange.
• PET-7017: 8 spændings- eller strømindgange, valgbare med jumper, til transmittere.

Andre muligheder

Hvis CTS-anlægget bruger BACnet/IP, læser BNET-2310M 0–10 V-transmittere direkte på sine ±10 V analoge indgange. Hvis en styring kun har spændings- eller strømindgange, omsætter signalomformeren SG-3013-G én Pt100-, Pt1000- eller Ni120-føler til 0–10 V eller 4–20 mA. Til indeklima måler DL-10 temperatur (typisk ±0,4 °C), luftfugtighed og dugpunkt og leverer værdierne over Modbus RTU.

Tjekliste før du vælger

• Følertype og præcis kurve: Pt100- eller Pt1000-koefficient, NTC-type eller dens Steinhart-koefficienter
• Tilslutningstype (2-, 3- eller 4-leder) og den længste kabelføring
• Krævet nøjagtighed i driftspunktet, inklusive følerens toleranceklasse
• Antal punkter pr. placering og tilgængeligt netværk: RS-485, Ethernet eller PoE
• Protokol på CTS-siden: Modbus RTU, Modbus TCP eller BACnet

Send din følerliste og kabellængder til vores tekniske salgsteam, så får du et forslag til moduler.