Zwei-, Drei- oder Vierleiterschaltung beim Pt100

Ein Widerstandsthermometer misst einen Widerstand. Die Zuleitung hat auch einen — und der landet je nach Schaltung ganz, teilweise oder gar nicht im Messwert.

Deshalb steht die Schaltungsart im Bestellschlüssel direkt hinter dem Messelement. Sie ist bei längeren Leitungen wichtiger als die Toleranzklasse.

Zweileiter

Der Leitungswiderstand geht voll in die Messung ein.

Dreileiter

Der Leitungswiderstand wird kompensiert — solange alle Adern gleich lang und gleich dick sind.

Vierleiter

Strom- und Spannungspfad getrennt, der Leitungswiderstand fällt vollständig heraus.

R = Widerstand einer Ader. Rot markiert ist der Leitungsanteil, der im Messwert landet.

Zweileiter

Zwei Adern, der Leitungswiderstand geht voll in die Messung ein. Grobe Faustregel: 1 Ω Leitungswiderstand verfälscht einen Pt100 um rund 2,6 °C. Nur für kurze Leitungen sinnvoll — oder wenn ein Kopf-Messumformer im Anschlusskopf sitzt und das Signal bereits als 4…20 mA weitergeht.

Dreileiter

Drei Adern, der Leitungswiderstand wird rechnerisch kompensiert. Das ist der Industriestandard, und für die allermeisten Messstellen die richtige Wahl. Voraussetzung: alle drei Adern haben denselben Querschnitt und dieselbe Länge.

Vierleiter

Vier Adern, Strom und Spannung getrennt geführt. Der Leitungswiderstand fällt vollständig heraus, unabhängig von Länge und Querschnitt. Nötig bei Referenzmessungen, im Kalibrierlabor, bei sehr langen Leitungen und überall dort, wo 1/10 DIN B gefordert ist — eine engere Toleranzklasse in Zweileiterschaltung ist hinausgeworfenes Geld.

Gegenüberstellung

Klemmsockel im Anschlusskopf, Draufsicht. Nummerierung wie auf dem Sockel geprägt, Aderfarben nach DIN EN 60751.

Doppelmesselemente und Aderfarben

Farbcode nach DIN EN 60751: rot für den Messwiderstand, weiß für die freie Klemme je nach Schaltung. Ein zweites Element ist schwarz und gelb gekennzeichnet. Im Anschlusskopf Form B passt ein Doppel-Pt100 in Vierleiterschaltung nur auf den achtpoligen Sockel.

Was die Leitung in Zweileiterschaltung kostet: bei 0,22 mm² sind es nach 100 m schon über 40 K.

Was sonst noch Genauigkeit kostet

• Messleitungen mindestens 0,5 m von Energieleitungen entfernt verlegen; verdrillte und geschirmte Leitungen reduzieren Störeinstreuungen.
• Ausreichend tief eintauchen: 6- bis 8-facher Schutzrohrdurchmesser in Flüssigkeiten, 10- bis 15-facher in Gasen.
• Klemmen im Anschlusskopf nehmen Leiterquerschnitte bis 2,5 mm².