Hur resistansvärdet används vid kontroll och felsökning av Pt100-givare

Vid kontroll och felsökning av en Pt100-givare är resistansvärdet ofta en av de första parametrarna man tittar på. Det beror på att temperaturmätningen i grunden bygger på ett definierat samband mellan temperatur och resistans. Om det uppmätta motståndet inte stämmer med det förväntade värdet kan det vara en indikation på att något i mätkedjan avviker.

Samtidigt är det viktigt att komma ihåg att ett resistansvärde inte kan tolkas isolerat. För att en kontrollmätning ska ge ett användbart underlag måste det vara tydligt vad som mäts, vid vilken temperatur som mätningen sker och vilka delar av installationen som påverkar resultatet.

Vad kan ett resistansvärde visa?

Om temperaturen är känd och mätningen görs över rätt del av mätkedjan kan resistansvärdet ge viktig information om givarens tillstånd. En Pt100 har ett definierat motstånd vid varje temperatur, vilket innebär att det uppmätta värdet kan jämföras med ett referensvärde.

Vid 0 °C har en Pt100 exempelvis 100,00 ohm. Vid högre temperaturer ökar resistansen enligt standardiserade värden. Om det uppmätta motståndet ligger nära förväntat värde vid den aktuella temperaturen finns det normalt stöd för att givaren arbetar korrekt, åtminstone elektriskt.

Det är däremot viktigt att skilja mellan att ett resistansvärde är rimligt och att hela temperaturmätningen är korrekt. Ett korrekt uppmätt motstånd betyder inte automatiskt att hela mätsystemet fungerar utan avvikelse. Felet kan fortfarande finnas i exempelvis transmitter, skalning, konfiguration eller annan signalbehandling längre ut i kedjan.

När är det relevant att kontrollera resistansvärdet?

Kontroll av resistansvärdet är särskilt relevant i situationer där temperaturmätningen inte beter sig som förväntat. Det kan till exempel handla om att ett temperaturvärde verkar orimligt, att signalen är instabil eller att en givare ska verifieras i samband med idrifttagning, service eller underhåll.

Det är också vanligt att resistansvärdet används som ett första kontrollsteg när man vill avgöra om felet sannolikt ligger i givaren eller någon annanstans i installationen. Ett korrekt resistansvärde vid en känd temperatur kan då ge stöd för att givarelementet fungerar som det ska, medan ett avvikande värde kan peka vidare mot fortsatt felsökning.

Vad krävs för att kontrollmätningen ska vara meningsfull?

För att en kontrollmätning ska kunna tolkas på rätt sätt måste tre grundförutsättningar vara uppfyllda. Den första är att temperaturen vid mättillfället är känd eller kan bestämmas med tillräcklig säkerhet. Utan en känd temperatur går det inte att avgöra om ett resistansvärde är rimligt eller inte.

Den andra är att det måste vara tydligt vilken del av mätkedjan som mäts. Om kontrollmätningen omfattar både givare, kablage och anslutningar får man inte enbart givarens resistans, utan ett sammanlagt värde där flera delar kan bidra.

Den tredje är att kopplingssättet måste beaktas. I en installation med flera ledare kan felaktig mätpunkt eller felaktig tolkning av anslutningen leda till att resistansvärdet bedöms på felaktiga grunder.

När säger resistansvärdet för lite?

Om temperaturen inte är känd går det inte att veta om det uppmätta värdet är korrekt för den aktuella driftpunkten. Ett visst motstånd kan vara fullt rimligt vid en temperatur, men avvikande vid en annan.

Det gäller också när mätningen görs i en installation där flera delar fortfarande är inkopplade. Då kan det vara svårt att avgöra om avvikelsen kommer från givaren, kablaget, anslutningarna eller annan utrustning i kretsen.

Ett resistansvärde säger inte heller alltid något om hur stabil mätningen är över tid. En givare kan ge ett till synes korrekt värde vid ett enskilt mättillfälle men ändå ha problem som visar sig först vid temperaturförändringar, vibrationer eller fuktpåverkan.

Vanliga orsaker till avvikande resistansvärde

När ett uppmätt resistansvärde inte stämmer med förväntat värde finns det flera möjliga orsaker. I vissa fall ligger felet i givarelementet, men ofta finns orsaken någon annanstans i installationen.

Avbrott i givare eller ledning leder normalt till mycket hög resistans eller till att mätningen inte kan fullföljas korrekt. Kortslutning eller skadad isolation kan ge ett onormalt lågt värde eller en instabil signalbild.

Övergångsmotstånd i plintar, skarvar eller anslutningar kan ge ett extra resistansbidrag som förskjuter det uppmätta värdet. Den typen av fel är ofta mer svårupptäckt än ett rent avbrott, eftersom signalen fortfarande finns kvar men inte motsvarar den verkliga temperaturen.

Fuktinträngning kan också påverka den elektriska funktionen, särskilt i miljöer med kondens, stora temperaturväxlingar eller otillräckligt skyddade anslutningar. I vissa fall uppstår då intermittenta fel som kan vara svåra att reproducera vid en enskild kontroll.

Resistansvärdet måste tolkas tillsammans med installationen

En återkommande orsak till feltolkningar är att resistansvärdet bedöms som om det enbart representerade givarelementet. I praktiken påverkas resultatet ofta av hela installationen.

Ledningsresistans är ett tydligt exempel. Om mätningen görs i en krets där ledningsmotståndet inte kompenseras kan det uppmätta värdet bli högre än givarens faktiska resistans. Det innebär att den temperatur som beräknas från motståndet också blir fel.

Även anslutningspunkter, skarvar och kopplingsdosor kan bidra till avvikelsen. Därför är det sällan tillräckligt att konstatera att ett värde verkar för högt eller för lågt. För att dra en användbar slutsats måste det alltid sättas i relation till hur installationen är uppbyggd.

Så undviker man feltolkningar vid kontrollmätning

Vid kontroll och felsökning är det ofta små missförstånd i mätningen som leder till fel slutsatser. Därför bör resistansvärdet alltid bedömas med hänsyn till temperatur, mätpunkt och installation.

Det bör vara klart om mätningen avser enbart givaren eller om även ledningar och anslutningar ingår. Temperaturen vid mättillfället bör vara känd eller verifierad. Det bör också framgå om installationen är sådan att ytterligare resistansbidrag kan påverka resultatet.

När dessa förutsättningar är uppfyllda kan resistansvärdet vara ett mycket användbart verktyg vid kontroll av en Pt100-givare. När de inte är uppfyllda finns det en risk att ett korrekt värde bedöms som felaktigt, eller att ett avvikande värde tolkas på fel sätt.

Vad kan man dra för slutsatser av ett avvikande resistansvärde?

Ett avvikande resistansvärde visar att något inte stämmer, men inte nödvändigtvis exakt vad som är fel. Det kan peka mot skadat givarelement, felaktig anslutning, påverkan från ledningsresistans, övergångsmotstånd eller annan elektrisk avvikelse i installationen.

Det viktigaste i det läget är därför inte att dra en snabb slutsats, utan att använda resistansvärdet som ett underlag för att avgränsa felsökningen. Ett avvikande motstånd bör ses som ett symptom som behöver sättas i sitt sammanhang.

Sammanfattning

Resistansvärdet är en central del av kontroll och felsökning av Pt100-givare, eftersom temperaturmätningen bygger på ett definierat samband mellan temperatur och resistans. Rätt använt kan motståndsvärdet ge viktig information om både givarelement och installation.

Samtidigt kräver tolkningen att mätningen sätts i rätt sammanhang. Temperatur, mätpunkt, kopplingssätt och övriga delar av installationen påverkar vilket värde som faktiskt mäts upp. Ett resistansvärde är därför inte bara ett tal att jämföra med en tabell, utan ett underlag som måste förstås i relation till hela mätkedjan.