In welke scenario's is de hoge nauwkeurigheid van PT100-temperatuursensoren vereist?

PT100-temperatuursensoren meten temperatuur met een grotere nauwkeurigheid dan alle andere soorten temperatuursensoren. De sensoren van klasse A en B voldoen aan de toleranties van respectievelijk klasse A en klasse B volgens de norm DIN EN 60751. De meeste gebruikers werken met sensoren van klasse B, die bij 0 °C binnen ±0,3 °C blijven. Sensoren van klasse A worden gebruikt wanneer een hogere nauwkeurigheid vereist is, met een typische tolerantie van ±0,15 °C. De meeste gereguleerde omgevingen zijn voldoende bediend met de toleranties van klasse A. Voor uiterst nauwkeurige toepassingen, zoals bij het beheer van reactoren of bij de validatie van klimaattestkamers, maken fabrikanten echter gebruik van sensoren met een nog strengere tolerantie dan klasse A, bijvoorbeeld 1/3 DIN met een tolerantie van ±0,1 °C of zelfs 1/10 DIN met toleranties tot aan ±0,03 °C. Deze verschillende tolerantieniveaus stellen elke ingenieur in staat om precies zoveel of zo weinig sensornauwkeurigheid te gebruiken als nodig is voor elk specifiek proces dat wordt aangestuurd. Het is duidelijk dat elk werkproces vereist dat de sensoren temperatuur kunnen meten met het hoogst mogelijke nauwkeurigheidsniveau, aangezien zelfs een verandering van 0,1 °C extreme variaties kan veroorzaken in chemische reacties of materiaaltransformaties. Bovendien leidt het minimaliseren van de behoefte aan hercalibratie van een regelsysteem tot lagere kosten, waardoor een regelsysteem alleen hoge-nauwkeurigheidssensoren gebruikt wanneer dat daadwerkelijk nodig is.

Langtermijnafwijking, herhaalbaarheid en stabiliteit ten opzichte van NTC's en thermokoppels

PT100-sensoren zijn bewezen stabielere en beter reproduceerbare meetwaarden te leveren op lange termijn dan zowel thermokoppels als NTC-weerstanden. PT100-sensoren bieden een nauwkeurigheid van binnen +/− 0,1 graden Celsius in het temperatuurbereik van 50 tot 100 graden Celsius, terwijl standaardthermokoppels een nauwkeurigheid kunnen hebben van +/− 1,5 graden Celsius. Dit betekent dat PT100-sensoren ongeveer 93 procent nauwkeuriger zijn dan standaardthermokoppels. Aangezien PT100-sensoren een minimale drift vertonen, wijzigen ze weinig in de tijd. In feite vertonen ze 40 procent minder drift dan thermokoppels. Dit komt doordat de Seebeck-coëfficiënten van thermokoppels met de tijd minder betrouwbaar worden. NTC’s daarentegen zijn zeer betrouwbaar, maar lopen het risico een drempel te overschrijden waardoor de NTC bij herhaalde verwarmings- en koelcycli defect raakt. Over het algemeen is het vermogen van een PT100-sensor om consistente meetwaarden te leveren uiterst waardevol in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart en de farmacie, waar deze sensoren worden toegepast op onderdelen of componenten die meerdere tests moeten doorstaan of waarbij batch-consistente productie vereist is.

In principe overal waar de veiligheid van het product en het voldoen aan wettelijke normen afhangen van nauwkeurige metingen.

Conformiteitseisen voor PT100-nauwkeurigheid in gereguleerde sectoren

Biologica en farmaceutische producten: EU GMP-bijlage 1 en FDA 21 CFR Deel 11, traceerbaarheid tot ±0,1 °C

In de productie van levenswetenschappen is het cruciaal om temperatuurmetingen nauwkeurig te registreren, aangezien productverlies door meetafwijkingen aanzienlijke financiële gevolgen kan hebben. De FDA en de EU-richtlijn GMP-bijlage 1 stellen eisen aan een nauwkeurigheid van ±0,1 °C tijdens kritieke processen, zoals sterilisatie, gevriesdrooging en bioreactorprocessen. PT100-sensoren zijn meer dan in staat om aan deze eisen te voldoen. De tolerantiestandaard Klasse A bedraagt ongeveer ±0,15 °C bij het vriespunt volgens de norm DIN EN 60751. PT100-sensoren zijn superieur aan MT- en NTC-alternatieven vanwege de fysieke en chemische corrosiebestendigheid van de platina-draad die wordt gebruikt bij hun constructie. Duidelijkere gegevens betekenen elektronische batchregistraties en naleving van ALCOA+‑vereisten. Gegevens uit audits wijzen uit dat 92 % van de temperatuurgerelateerde problemen werd veroorzaakt door sensoren die afdriften. Een juiste selectie en onderhoud van PT100-sensoren lost deze problemen op.

Bewaking van de USDA/FDA-koudeketen en HACCP-validatie voor voedselveiligheidssystemen

In het hart van de voedselverdeling en -verwerking ligt het constante, gevalideerde temperatuurmonitoren dat vereist wordt door de USDA en de FDA. Het HACCP-plan voor uw voedselbedrijf omvat temperatuurmonitoring op kritieke controlepunten (CCP) tijdens pasteurisatie, koeling en opslag, waarbij PT100-temperatuursensoren voldoen aan de vereiste nauwkeurigheid van ±0,3 °C. PT100-sensoren zijn essentieel voor het voldoen aan de volgende regelgeving:

- De sanitaire vervoersregel van de FSMA (gekoeld vervoer)
- De USDA-richtlijnen voor diepvriesopslag (–18 °C ± 1 °C)
- De FDA-LACF-regelgeving (21 CFR 113) voor thermische verwerking van levensmiddelen.

PT100-sensoren hebben een uniek ontwerp dat valse alarmen voorkomt als gevolg van de snelle thermische reactie op condensatie. Bij logistiek bij subnultemperaturen zijn PT100-sensoren betrouwbaarder dan thermokoppels, die meer dan 0,5 °C drift vertonen tijdens het invriezen en ontdooien. Dit soort drift verstoort het modelleren van de houdbaarheid en de validatie van pathogeenbestrijding.

Toepassingsgebieden voor laboratoria, kalibratie en metrologie: PT100-sensoren

Voor kalibratielaboratoria en metrologiecentra is precisie van essentieel belang, en PT100-sensoren met hun meetnauwkeurigheid worden beschouwd als de beste temperatuursensoren. Volgens de IEC-normen vertonen zij een drift van slechts 0,03 °C per jaar, waardoor zij geschikt zijn voor de strenge onzekerheidsberekeningen die vereist zijn voor ISO-normen. In vergelijking met andere soorten temperatuursensoren, zoals thermokoppels of NTC-thermistors, vertonen platina-weerstandsthermometers slechts een drift van ± 0,1 °C gedurende meerdere jaren. Dit type temperatuursensoren biedt de beste stabiliteit die momenteel beschikbaar is en kan uiteindelijk worden teruggevoerd op de meetstandaarden van het Internationaal Stelsel Eenheden (SI) via de nationale metrologie-instituten, wat grote gemoedsrust biedt aan wie werkt met metingen van uiterst groot belang.

ISO/IEC 17025 & PT100-sensoren

Aangezien PT100-sensoren een tolerantie hebben van ±(0,15 °C + 0,002|t|), vereist ISO/IEC 17025 dat alle erkende laboratoria voor hun referentiewerk Class A PT100-sensoren gebruiken. Andere eisen zijn als volgt: 1) vastepuntcalibraties uitgevoerd met watertripelpuntcellen met een onzekerheid van minder dan −0,0001 °C (c); 2) vergelijkingsmethoden in drie stappen toegepast met primaire standaarden; en 3) een uitgebreide onzekerheidsanalyse waarin rekening wordt gehouden met stamgeleiding, hysteresis en brugstabiliteit.

Bijvoorbeeld moet een calibratie bij 0 °C worden uitgevoerd in een geaccrediteerd laboratorium en een uitgebreide onzekerheid (k = 2) van 0,05 °C bereiken. Dit precisieniveau is noodzakelijk om dure certificeringsmislukkingen te voorkomen bij farmaceutische stabiliteitskamers of materiaaltesten voor de lucht- en ruimtevaart, waar testcampagnes ongeldig kunnen worden verklaard door fouten van ±0,3 °C.

Meest gestelde vragen

Waarom zijn PT100-sensoren in bepaalde sectoren beter dan thermokoppels?

PT100-sensoren zijn beter dan thermokoppels omdat ze een hogere nauwkeurigheid en stabiliteit bieden en op de lange termijn minder geneigd zijn tot drift.

Waarom worden PT100-sensoren verkozen in de farmaceutische en voedselveiligheidssector?

PT100-sensoren worden verkozen in de farmaceutische en voedselveiligheidssector omdat ze nauwkeurige en stabiele metingen leveren en bovendien fysiek bestand zijn tegen spanning en vocht.

Wat is de relatie tussen PT100-sensoren en de ISO/IEC 17025-normen?

PT100-sensoren hebben een lage drift en goede toleranties, waardoor ze zeer geschikt zijn voor kalibratie- en referentiewerk dat vereist is om te voldoen aan de ISO/IEC 17025-normen en om meettraceerbaarheid te waarborgen.