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Allgemeine elektrische Parameter der Elementarsensoren
Induktivität: < 1μH
Kapazität: 1 bis 6 pF
Isolation: >100 MΩ bei 20 °C
>2 MΩ bei 500 °C
Hochspannungsfestigkeit:
>1000 V bei 20 °C
> 25 V bei 500 °C
Mechanische Belastbarkeit
Platin-Dünnschichtsensoren sind empfindlich gegenüber
mechanischen Belastungen, die unter extremen Bedin-
gungen zum Bruch oder Abplatzen der Glasabdeckung
oder des Keramiksubstrates führen können. Unsachge-
mäße Behandlung oder ungeeignete Montageverfahren
können zu bleibenden Veränderungen des Messsignals
führen.
Die Anschlussdrähte werden während der Fertigung
Zug- und Zerreißprüfungen unterzogen.
Wiederholbarkeit
Unsere Platin-Dünnschichtsensoren zeichnen sich durch
eine hohe Wiederholbarkeit des Signals aus.
Langzeitstabilität
Alterungseffekte von Temperatursensoren infolge von
Dauereinsatz oder Temperaturschock können die Genau-
igkeit und Reproduzierbarkeit des Sensorsignals negativ
beeinflussen. Die Langzeitstabilität ist daher von größter
Bedeutung.
Aufgrund der chemischen Stabilität und der Homogenität
des verwendeten Platins zählen Platin-Dünnschichtsen-
soren zu den stabilsten Sensoren. Je nach Betriebsbe-
dingungen betragen die Widerstandsänderungen nach
5 Betriebsjahren bei 200 °C typischerweise weniger als
0,04 %. Die Standardtestbedingungen umfassen 250 h,
500 h und 1000 h. Schock- und Langzeittests können
jedoch auch auf individuelle Kundenbedürfnisse zuge-
schnitten werden.
Klima und Feuchte
Eine doppelte Glasschicht und ein Glas keramischer
Fixiertropfen schirmen das Sensorelement sicher vor
Umwelteinflüssen ab. Messungen belegen, dass Klima
und Feuchteschwankungen keinen Effekt auf die
Messgenauigkeit des Sensorelements ausüben.
Schaltungsaufbau
Platin-Dünnschichtsensoren werden oft mit einem Dauer-
strom versorgt, standardmäßig in 2-Leiterschaltung. Aus
Gründen der Energieersparnis (Akku- oder Batteriebetrieb)
kann auch mit getaktetem Messstrom gearbeitet werden.
Das Spannungsausgangssignal ist eine Funktion des
Widerstandes R
t
. Wegen der einfachen quadratischen
Funktion der Platin-Dünnschichtsensoren-Kennlinie sowie
der Möglichkeit einer einfachen, linearen Näherung stellt
die Linearisierung des Messsignals kein Problem dar.
Anschluss
Standard-2-Leiterschaltungen können zu einem Verlust an
Genauigkeit führen. 3- oder 4-Leiterschaltungen sind zu
empfehlen:
bei längeren Kabeln, bei denen der Widerstand und der
temperaturabhängige Widerstand des Kabels signifikante
Werte erreichen
bei Platin-Dünnschichtsensoren mit engeren Toleranzen
wenn signifikante elektromagnetische Störungen
vorliegen
Lagerung
Platin-Dünnschichtsensoren dürfen ätzenden und kor-
rodierenden Medien und Atmosphären nicht ausgesetzt
werden. Bei einzelnen Typen sind gesonderte Lagerungs-
hinweise zu beachten.
Reinigung
Platin-Dünnschichtsensoren werden vor dem Verpacken
gereinigt, eine weitere Reinigung ist normalerweise nicht
erforderlich. Sollte nach der Montage eine Reinigung
angebracht sein, so kann dies mit den meisten üblichen
industriellen Verfahren erfolgen, einschließlich des Eintau-
chens in ein Flüssigkeitsbad. Wir empfehlen, rückstands-
freie Reinigungsmittel zu verwenden.
Handhabung
Platin-Dünnschichtsensoren sind Präzisionsbauteile und
deshalb ist eine schonende Behandlung während der Mon-
tage zu beachten. Metallzangen, Klemmen oder andere
grobe Greifvorrichtungen dürfen nicht verwendet werden.
Für den Umgang mit den Elementarsensoren sind Plastik-
pinzetten zu empfehlen. Die Zuleitungen dürfen in der
Nähe des Platin-Dünnschichtsensor-Körpers nicht gebogen
werden. Eine häufige Neupositionierung der Zuleitungs-
drähte sollte vermieden werden.
Anschlusstechniken
Beste Ergebnisse lassen sich durch Schweißverfahren (Wi-
derstandsschweißen, Laserschweißen etc.) oder Lötverfah-
ren (Weich-, Hartlöten) erzielen. Beim Hartlöten ist darauf
zu achten, dass der Platin-Dünnschichtsensor-Körper nicht
über seine maximale Nenntemperatur hinaus erhitzt wird.
Im Allgemeinen sollten die Lötzeiten beim Hartlöten unter
drei Sekunden liegen. Crimpen und Ultraschallschweißen
sind ebenfalls möglich.
Beim Crimpen muss darauf geachtet werden, jeglichen
elektrischen Widerstand an der Verbindungsstelle zu
vermeiden.
Beim Ultraschallschweißen sind die Zuleitungen aus der
Ebene des Platin-Dünnschichtsensor-Körpers herauszu-
biegen, um eine innere Beschädigung auszuschließen.
Für die Baureihen SMD und TO92 empfehlen wir die
automatische Weiterverarbeitung mit dem Wellen- oder
Reflow-Lötverfahren.
Kleben und Einbetten
Beim Kleben, Einbetten, Auspulvern oder Beschichten von
Platin-Dünnschichtsensoren ist es wichtig, die Wärme-
ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen verwendeten
Materialien aufeinander abzustimmen, um mechanische
Spannungen, die das Sensorsignal beeinflussen können,
zu vermeiden.
Die Einbettungsmaterialien sollten chemisch neutral sein.
Die Position eines angeschlossenen Platin-Dünnschicht-
sensors darf auf keinen Fall nachträglich durch Verschie-
ben seines Körpers korrigiert werden. Die Baureihe MR
von Heraeus Sensor Technology ist bereits fertig in eine
Keramikkapsel eingegossen. Die Baureihe TO92 ist kunst-
stoffummantelt.
Alle Standardsensoren in diesem Katalog sind RoHS
und REACH konform – gemäß der aktuellen Gesetz-
gebung.
Stand
04/2016
Platin-Temperatursensoren in Betrieb
Technische Grundlagen