RTD-Sensoren der MB-Serie

Die Auswahl richtet sich nach dem Widerstandswert, der TCR-Kennlinie und der Toleranzklasse, die die Messschaltung benötigt. Die Standardvarianten des MB219 sind als Pt100 oder Pt1000 mit einem Temperaturkoeffizienten von 3850 ppm/K und der Klasse F 0.3 (B) erhältlich. Der MB219 TCR 3750 ist dagegen ein Pt1000-Sensor der Klasse F 0.6 (2B). Für Pt100 ist ein Messstrom von 0,3 bis 1 mA spezifiziert, für beide Pt1000-Versionen sind es 0,1 bis 0,3 mA. Ein höherer Nennwiderstand kann bei gleichem Messstrom eine höhere Signalspannung liefern. Die analoge Eingangsschaltung muss jedoch auf den gewählten Widerstand und die Kennlinie abgestimmt sein. Die Varianten mit 3750 und 3850 ppm/K dürfen nicht gegeneinander ausgetauscht werden, ohne die Umrechnungskoeffizienten oder die Kalibrierung anzupassen.

Halten Sie den Messstrom innerhalb des spezifizierten Bereichs und berechnen Sie die daraus resultierende Sensorleistung anhand des im Betrieb zu erwartenden Widerstands. Der Eigenerwärmungskoeffizient beträgt 0,4 K/mW bei 0 °C. Die Verlustleistung lässt sich daher mit P = I²R abschätzen. Bei 0 °C setzt ein Pt100-Element mit 1 mA eine Leistung von 0,1 mW um. Unter der angegebenen Bedingung entspricht das einer Erwärmung von etwa 0,04 K. Ein Pt1000-Element setzt bei 0,3 mA eine Leistung von 0,09 mW um, entsprechend etwa 0,036 K. Dies sind berechnete Referenzwerte, keine garantierten Fehlerwerte des Gesamtsystems: Die thermische Ankopplung und die Luftströmung beeinflussen den tatsächlichen Temperaturanstieg. Wählen Sie den niedrigsten Strom, der ein ausreichendes Signal-Rausch-Verhältnis liefert, und prüfen Sie den fertig montierten Sensor unter repräsentativen Bedingungen.

Nein, die angegebene Toleranzklasse gilt für den Dauerbetrieb von -70 °C bis +500 °C. Temperaturen bis +550 °C sind nur vorübergehend zulässig. Da für diese Temperatur weder eine Dauer noch eine Toleranzklasse definiert ist, darf sie nicht als dauerhafter Betriebspunkt gelten. Zur Langzeitstabilität gilt: Nach 1.000 Stunden in Luft an der angegebenen oberen Dauerbetriebsgrenze überschreitet die R₀-Drift nicht die Toleranz der jeweiligen Klasse. Während der Sensorkörper den angegebenen Temperaturbereich verträgt, können Verbindungsstellen, Kabelisolierungen, Vergussmaterialien und mechanische Fühlerkomponenten niedrigere Grenzen vorgeben. Legen Sie die Temperaturfreigabe der gesamten Baugruppe anhand ihrer am wenigsten temperaturbeständigen Komponente fest und qualifizieren Sie jede Überschreitung von +500 °C gesondert.

Das Bauteil ist für eine Beschleunigung von mindestens 40 g im Vibrationsfrequenzbereich von 10 bis 2.000 Hz ausgelegt. Die Stoßfestigkeit beträgt mindestens 100 g bei einem Halbsinusimpuls von 8 ms. Für die Nickel-Anschlussdrähte ist eine Zugbelastbarkeit von mindestens 8 N angegeben. Sowohl die Vibrations- als auch die Stoßfestigkeit hängen vom Einbau des Elements ab. Die Werte gelten daher nicht uneingeschränkt für einen fertigen Fühler. Nicht abgestützte Anschlussdrähte, starre Verbindungsstellen und lokale Spannungen am Sensorkörper können das Verhalten der gesamten Baugruppe verändern. Validieren Sie den montierten Sensor anhand der Vibrations-, Stoß- und Temperaturwechselprofile, die für das fertige Gerät gelten.

Die Nickel-Anschlussdrähte sind zum Hartlöten, Schweißen oder Crimpen vorgesehen. Konventionelles Weichlöten gehört nicht zu den spezifizierten Verbindungsverfahren und darf daher ohne einen gesondert qualifizierten Prozess nicht als geeignet vorausgesetzt werden. Die Standardlänge der Anschlussdrähte beträgt 7 mm ± 1 mm. Damit steht bei der Montage nur begrenzt Platz für die Verbindung und die Zugentlastung zur Verfügung. Wählen Sie das Verbindungsverfahren anhand der Geometrie der Verbindungsstelle, der Prozesstemperatur und der mechanischen Belastung. Prüfen Sie anschließend, ob sich der Widerstand durch die Montage verändert hat und ob die Verbindung intakt ist. Wenn die Standardausführung nicht zum vorgesehenen Fühlerdesign passt, können alternative Drahtlängen und Widerstandswerte angefragt werden.

Das Ansprechverhalten hängt stark vom umgebenden Medium, dessen Strömungsgeschwindigkeit und der zusätzlichen thermischen Masse der fertigen Baugruppe ab. Für Wasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,4 m/s sind t0.5 = 0,05 Sekunden und t0.9 = 0,15 Sekunden spezifiziert. In Luft mit 2 m/s betragen die entsprechenden Werte 3 Sekunden und 10 Sekunden. Die Angaben t0.5 und t0.9 bezeichnen die Zeit, die nach einer Temperaturänderung benötigt wird, um 50 % bzw. 90 % des endgültigen Messwerts zu erreichen. Eine Hülse, Klebstoff, Vergussmasse oder eine dicke Fühlerwand können diese Zeiten verlängern. Für die Berechnung von Regelkreisen sollten daher Messwerte des vollständig montierten und eingebauten Sensors verwendet werden.

Die MB219-Serie kommt für Automotive-Anwendungen infrage. Die Standardvarianten aus dem Katalog dürfen jedoch nicht automatisch als für Automotive-Anwendungen qualifizierte Komponenten betrachtet werden. Zusätzliche Projektanforderungen, darunter eine IMDS- oder PPAP-Dokumentation, können im Rahmen der Auswahl geprüft werden. Für die aufgeführten Varianten ist keine AEC-Q200-Qualifikation angegeben. Zudem hängen die Vibrations- und Stoßfestigkeitswerte weiterhin vom Einbau ab. Prüfen Sie deshalb sämtliche Anforderungen an Umgebungsbedingungen, Rückverfolgbarkeit und Dokumentation, statt sich allein auf den Temperaturbereich zu verlassen. Klären Sie die erforderlichen Nachweise und Unterlagen sowie den Qualifikationsstatus der Komponente, bevor Sie den Sensor für ein Automotive-Seriendesign freigeben.