Ratgeber Temperaturtransmitter

Temperaturtransmitter kommen zum Einsatz, wenn ein Temperaturfühler an eine Steuerung oder ein Messgerät mit einem standardisierten Signaleingang angeschlossen werden soll. Temperaturtransmitter übersetzen den Widerstands- oder Spannungswert in ein standardisiertes Ausgangssignal wie etwa 0 … 10 V oder 4 … 20 mA.

So können die Temperaturmesssignale immer sicher, einfach und auch über längere Wegstrecken auf Ihre Steuerung oder Anzeige übertragen werden.

• Was ist ein Transmitter?
• Wie funktioniert ein Temperaturmessumformer?
• Welche Vorteile bringt der Einsatz von Messumformern?
• Für welche Anwendungen benötige ich einen Messumformer?
• Worauf muss ich beim Kauf eines Temperaturtransmitters achten?
• Welche unterschiedlichen Bauformen gibt es?
• Wie kann ein Temperaturtransmitter parametriert/skaliert werden?
• Häufig gestellt Fragen zu unseren Messumformern

Was ist ein Transmitter?

Man bezeichnet sie auch als Messumformer, Messwertumformer, Signalwandler oder einfach Wandler. Sie dienen dazu, physikalische Messgrößen wie z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Differenzdruck usw. in genormte elektrische Signale zu wandeln.

Bei einem Temperaturtransmitter ist die zu wandelnde Messgröße Temperatur.

Das Eingangssignal ist bei widerstandsbasierten Temperaturfühlern ein Widerstandswert und bei Thermoelementen ein Spannungswert. Das Ausgangssignal ist meist entweder 0 … 10 V oder 4 … 20 mA. Historisch bedingt gibt es aber auch noch 0–1 V / 0–5 V oder 0–20 mA Signale.

Wie funktioniert ein Temperaturmessumformer?

Ein Temperaturtransmitter ist ein Signalwandler. Der Messumformer verstärkt das ggf. schwache Signal des Temperatursensors und wandelt es gleichzeitig in ein standardisiertes analoges Signal um. Durch die Verstärkung des Signals ist eine Übertragung mit einer hohen Genauigkeit auch über größere Entfernungen und unter schwierigen Bedingungen möglich. Zugleich können die gewandelten Standardsignale in der Messtechnik leicht weiterverarbeitet werden.

Welche Vorteile bringt der Einsatz von Messumformern?

Signalverstärkung

Temperaturtransmitter erfassen, verstärken und wandeln zuverlässig und im Dauerbetrieb das störungsempfindliche Sensorsignal eines Temperaturfühlers in ein normiertes Ausgangssignal. So können Messwerte sicher und mit geringem Störungsrisiko über längere Distanzen übertragen werden. Das ist gerade im industriellen Umfeld wichtig, wenn es starke elektromagnetische Störfelder gibt.

Einfache Adaption an bestehende Installationen

Viele Messgeräte, Steuerung bzw. Eingangskarten können nur normierte Standardsignal verarbeiten. Die direkte Adaption von Temperaturfühlern oder Thermoelementen ist deshalb nicht immer möglich oder muss aufwendig nachgerüstet werden. Mit einem Messumformer können Sie das Signal entsprechend ihren Bedürfnissen wandeln und so den Fühler einfach an ihre bestehende Installation adaptieren.

Für welche Anwendungen benötige ich einen Messumformer?

• Signal bzw. Signalpegel zu schwach
• Mögliche Störungen auf der „Übertragungsstrecke“
• vorhandenes Messgerät, Steuergerät oder Eingangskarte kann nur standardisiertes Signal verarbeiten
• Der Transmitter verfügt über eine integrierte Leitungsüberwachung. Bei einem Sensor- oder Leitungsbruch wird dieser erkannt und der Transmitter gibt ein Signal, außerhalb des Skalierungsbereiches aus (Upscale (≥21.0 mA) oder Downscale (≤3.6 mA))
• Die Transmitter werden gerne in Temperatursteuerungen oder -regelungen verbaut. Das Analoge Ausgangssignal wird als Indikator für die Temperatur verwendet. Falls es zu Temperaturschwankungen kommt, ändert sich das Ausgangssignal abhängig von der Skalierung. Die Änderung wird dann von der nachfolgenden Steuerung oder Regelung wahrgenommen. Somit kann entsprechend der Temperaturänderung gehandelt werden, damit die benötigte Temperatur wieder hergestellt wird. 

Worauf muss ich beim Kauf eines Temperaturtransmitters achten?

• Messgrößen
• Sinnvolle Auswahl des Messbereichs
• Signale am Eingang und am Ausgang
• Messgenauigkeit
• Kabelwege / Leitungslängen
• Weitere Umgebungsbedingungen

Messgrößen

Brauchen Sie einen Wandler nur für das Temperatursignal oder sollen weitere Messgrößen berücksichtigt werden? Aktuell finden Sie bei uns im Webshop reine Temperaturtransmitter. Wenn Sie weitere Messgrößen benötigen, sprechen Sie uns gerne an. Wir werden dann individuell schauen, was wir Ihnen anbieten können.

Sinnvolle Auswahl des Messbereichs: So groß wie nötig, so klein wie möglich

Der Messbereich sollte so gewählt werden, dass die zu erwartende Temperatur gut innerhalb des gewählten Messbereichs liegt. Dabei sollten Sie auch darauf achten, an die Extreme zu denken und auch die Grenztemperaturen abzudecken .

Bsp:

Sie möchten die Raumtemperatur in einem beheizten Wintergarten messen. Die „normale“, erwartbare Raumtemperatur beträgt in diesem Raum zwischen 18 °C und 25 °C.

Jetzt sollten Sie auch die Grenzfälle betrachten:

Was passiert, wenn die Heizung ausfällt im Winter? Wie tief könnte die Raumtemperatur in diesem Fall sinken? Was passiert dagegen, wenn im Sommer die Sonne voll auf den Wintergarten scheint. Bis zu wie viel Grad Raumtemperatur müssen Sie in diesem Fall beachten? Wählen Sie den Temperaturbereich so, dass er diese Grenzfälle einschließt.

Vielleicht denken Sie jetzt: Gut, dann nehme ich einen möglichst großen Messbereich und kann so eine breite Messspanne abdecken. Das sollte für die jeweilige Applikation genau geprüft werden, denn je größer der Messbereich ist, umso teurer wird der Messumformer oder umso ungenauer, denn durch die große Auflösung verliert man an Genauigkeit.

Der Messbereich muss also sinnvoll zur Messaufgabe passen.

Signale am Eingang und am Ausgang

Messumformer unterscheiden sich nicht nur in der Bauform, sondern auch darin, welche Signale verarbeitet werden können. Achten Sie also bitte darauf, die Signale an Eingang und Ausgang zu prüfen.

Bei uns finden Sie Messwertumformer, die Widerstandswerte von Widerstandsthermometern umwandeln können. Außerdem bieten wir auch Wandler für die Umwandlung des thermoelektrischen Messsignals von Thermoelementen.

Messgenauigkeit

Die Angabe zur Genauigkeit Ihres Messumformers finden Sie wie alle anderen wichtigen, technischen Informationen im Datenblatt. Sie ist immer für die Messbereiche angegeben. Beachten Sie bitte, dass es sich um ein Messsystem aus Umformer, Temperatursensor und Messgerät bzw. Anschlusskarte handelt. D. h. die Kombination aus Temperatursensor, Transmitter und der Eingangskarte bzw. des Messgerätes zusammen mit der Messstrecke ergeben die gesamte Messtoleranz. In die Betrachtung müssen also alle Einzelkomponenten einfließen und sinnvoll aufeinander abgestimmt sein.

Zwei-, Drei- und Vierleitertechnik und der Leitungswiderstand

Wie bei einem Widerstandssensor kann die Messleitung Einfluss auf das Messergebnis haben. Bei einem Transmitter mit zwei Leitern kann das Messergebnis durch den Leitungswiderstand der Zuleitung beeinträchtigt werden. Die Verwendung einer 2-Leiter Technik ist nur dann sinnvoll, wenn die Zuleitung des Sensors nicht zu lang ist. 

Haben Sie dagegen lange Leitungswege zu überbrücken, dann empfehlen wir Ihnen einen 3- oder 4-Leiter-Transmitter einzusetzen. Damit entfallen die Messfehler durch den Leitungswiderstand nahezu vollständig.

Wenn Sie höchste Ansprüche an die Messgenauigkeit stellen, sollte Ihre Wahl auf einen 4-Draht-Transmitter fallen.

Fallen dagegen nur kurze Wege an, kann man durch die Wahl eines 2-Draht-Transmitters Aufwand und Kosten bei der Verdrahtung sparen.

Weitere Umgebungsbedingungen

Bitte prüfen Sie, ob Ihr Temperaturtransmitter weiteren ungünstigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist und daher besondere Anforderungen erfüllen muss. Dazu gehören z. B. Vibrationsfestigkeit, Feuchtebeständigkeit oder auch Anforderungen hinsichtlich der Montage.

In welchen Bauformen gibt es Transmitter?

• Kopftransmitter
• Hutschienentransmitter
• Transmitter mit Wandgehäuse
• Kompakt-Transmitter

Kopftransmitter

Kopftransmitter werden entweder einzeln in den Messkopf eines Temperaturfühlers verbaut oder sind bereits als integrierter Bestandteil enthalten.

Vorteile:

• Die kompakte Bauform spart Platz
• einfache Montage
• Durch die Nähe von Messstelle und Wandler kann meist die günstige 2-Leiter Technik eingesetzt werden.

Nachteile:

• Die Nähe zur Messstelle schränkt den Temperatureinsatz ein.
• Der Messumformer ist ggf. anfälliger für Vibration und Feuchtigkeit in der Nähe des zu messenden Prozesses.

Hutschienentransmitter

Hutschienentransmitter werden direkt im Schaltschrank auf eine Hutschiene gesteckt, also einfache Schienenmontage. Die Zuleitung des Temperaturfühlers wird in den Schaltschrank verlegt und geht dort auf den Transmitter.

Vorteil:

• einfache und geschützte Montage des Hutschienentransmitters im Schaltschrank
• hohe Effizienz beim Einbau

Nachteil:

• Ein Schaltschrank ist nicht immer in der richtigen Entfernung zum Messort vorhanden.
• Sind die Zuleitungen sehr lang, sollte bei Widerstandssensoren auf Drei- oder Vierleitertechnik zurückgegriffen werden.

Transmitter mit Wandgehäuse

Transmitter mit Wandgehäuse werden in ein Kunststoff- oder Metallschutzgehäuse verbaut und können damit z. B. an die Wand geschraubt werden.

Vorteil:

• Sicherer Abstand zum Einbauort

Nachteil:

• Größere Bauform
• ggf. aufwendigere Montage
• Zuleitungslänge muss beachtet werden.

Kompakt-Transmitter

Kopftransmitter sind eine spezielle Form der Kompakt-Transmitter. Beide sind direkt in den Temperaturfühler verbaut. Bei den Kompakt-Transmittern handelt es sich überwiegend um Einschraubtemperaturfühler, es gibt aber auch Einstech- und Tauchfühler. Die Messelektronik ist fest in das Fühlerrohr oder das Fühlergehäuse integriert.

Vorteil:

• platzsparende Bauform
• wenig Installationsaufwand.

Nachteil:

• Die Nähe zur Messstelle schränkt den Temperatureinsatz ein.
• Der Messumformer ist ggf. anfälliger für Vibration und Feuchtigkeit in der Nähe des zu messenden Prozesses.

Wie kann ein Messumformer parametriert/skaliert werden?

Parametrieren oder skalieren heißt den Messbereich des Umformers einzustellen. Es gibt unterschiedliche Methoden, Transmitter zu konfigurieren (also, den Messbereich einzustellen).

Fertig voreingestellte Temperaturtransmittern

Diese Umformer werden fertig eingestellt und für einen fixen Messbereich ausgeliefert. Das ist einfach, aber wenig flexibel.

Temperaturtransmitter mit DIP-Schaltern

Andere Bauformen werden mithilfe von DIP-Schaltern konfiguriert, was Vor-Ort einfach, ohne Werkzeug und Software möglich ist. Die Flexibilität ist allerdings auf vorgegebene Parameter beschränkt.

Messumformer mit PC-Software

Eine weitere Möglichkeit ist das Einstellen der Messumformer über eine optionale PC-Software. Damit lassen sich Einstellungen flexibel setzen und man kann einmal gewählte Einstellungen schnell und einfach auf weitere Transmitter kopieren.

Messumformer mit NFC-Schnittstelle und Handy-App

Neuere Transmitter verfügen über die Möglichkeit der Nutzung von NFC über eine Handy-App. Die Mobiltelefon-App lässt sich einfach vor Ort einsetzen und bringt die Vorteile der Software gebundenen Konfiguration direkt an den Messort.

Warum ist NFC Konfiguration cool?

Mit der NFC-Schnittstelle wird eine einfache Konfigurationsmöglichkeit geschaffen. Der Transmitter kann ohne Spannungsversorgung ganz einfach konfiguriert werden. Es muss lediglich das Smartphone an den Transmitter gehalten werden. Diese Verbindung reicht bereits aus, um die Konfiguration auf den Transmitter zu laden, oder diese auszulesen.

Nach der Konfiguration kann diese gespeichert werden und ganz einfach auf weitere Geräte geladen werden. Somit ist eine schnelle und berührungslose Konfiguration mögliche.

Häufig gestellt Fragen zu unseren Messumformern

• Wo finde ich alle technischen Angaben und Daten zu meinem Messumformer?
• Benötigen die Messumformer am Anschluss Strom?
• Welches Zubehör benötige ich für meinen Messumformer?
• Für welche Temperaturfühler passen die Messumformer.

Wo finde ich alle technischen Angaben und Daten zu meinem Messumformer?

Hier oder in unserem Downloadbereich finden sie alle technischen Angaben und Daten:

Downloads
Transmitter					Datenblatt				Bedienungsanleitung				Konformitätserklärung
Kopf-Transmitter für Pt100/Pt1000 APAQ-C130
Kopf-Transmitter für Thermoelemente APAQ-C130
Universal Kopf-Transmitter RTD/TE IPAQ-C330
Hutschienen-Transmitter für Pt100/Pt1000 APAQ-R130
Hutschienen-Transmitter für Thermoelemente APAQ-R130
Universal Hutschienen-Transmitter RTD/TE IPAQ-R330

Benötigen die Messumformer am Anschluss Strom?

Die Messumformer müssen mit Strom versorgt werden. Dies kann über eine vorhandene Spannungsversorgung oder ein externes Netzteil realisiert werden.

Welches Zubehör benötige ich für meinen Messumformer?

Wenn vor Ort keine passende Spannungsversorgung vorhanden ist, wird ein externes Netzteil als Zubehör benötigt. Dies kann ein Hutschienennetzteil, oder ein beliebiges Netzteil sein, welches die benötigte Spannung bereitstellt.

Zudem wird ein Temperaturfühler benötigt, der an den Messumformer angeschlossen wird. Hier können verschiedenste Temperaturfühler eingesetzt werden.