VDI VDE 3512 Blatt 2-2017 Temperature measurement for building automation - Temperature sensors temperature sensing elements and their measurement parameters.pdf

1、ICS 17.200.20 VDI/VDE-RICHTLINIEN Mrz 2017 March 2017 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Temperaturmessung fr die Gebudeautomation Temperaturfhler, Temperatursensoren und ihre messtechnischen Parameter Temperature measurement for building automation

2、 Temperature sensors, temperature sensing elements and their measurement parameters VDI/VDE 3512 Blatt 2 / Part 2 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can

3、 be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich Prozessmesstechnik und Strukturanalyse VDI/VDE-Handbuch Prozessmesstechnik und Strukturanalyse VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik VDI-Handbuch Elektrotechnik und Gebudeau

4、tomation VDI-Handbuch Raumlufttechnik VDI-Handbuch Wrme/Heiztechnik Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhere Ausgaben:02.09;06.14EntwurfFormereditions:02/09;06/14DraftZu beziehen durch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 BerlinAlle

5、Rechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2017Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Formelzeichen . 4 4 Ausfhrungen von Sensoren in der Gebudeautomation . 4 5 Messtechnische Parameter 4 5.1 Temper

6、aturseinsatzgrenzen 4 5.2 Toleranzen, Drift, relativer Kopplungsfaktor und Gteklassen . 6 5.3 Dynamisches Verhalten . 7 6 Kennzeichnung von Temperaturfhlern . 8 7 Behaglichkeitstemperaturfhler 8 Schrifttum 9 Preliminary note 2 Introduction . 2 1 Scope 2 2 Normative references 3 3 Symbols 4 4 Classif

7、ication of sensors in building automation 4 5 Technical parameters 4 5.1 Temperature limits 4 5.2 Tolerance, drift, relative coupling factor and quality classes 6 5.3 Dynamic behaviour . 7 6 Labelling of temperature sensors . 8 7 Contentment temperature sensors . 8 Bibliography 9 B974908A824A6748CAA

8、AA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04 2 VDI/VDE 3512 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der

9、 Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beac

10、htung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirem

11、ents and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyri

12、ght is permitted subject to the licensing con-ditions specified (www.vdi.de/richtlinien) in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3512 soll in Ergn-zung der Richtlinie VDI/VDE 3511 die messtech-nischen

13、 Voraussetzungen (z. B. verringerte Tempe-raturmessfehler) zur Energieeinsparung in Gebu-den erweitern. Eingebunden sind dabei neue Er-kenntnisse und vielfltige Verffentlichungen zur thermischen Behaglichkeit und Komfort in Ru-men. Weiterhin wurde eine ber die Toleranzklas-sen hinausreichende Gtekla

14、ssifizierung von Tem-peraturfhlern fr die Gebudeautomation geschaf-fen, die eine transparentere Vergleichbarkeit von Temperatursensorsystem im Rahmen von Aus-schreibungen, eine bessere Energiebilanzierung von Gebuden und einen optimalen Temperatur-fhlereinbau gestatten. Die Richtlinienreihe wurde vo

15、m Fachausschuss Berhrungsthermometrie“ der VDI/VDE-Gesell-schaft Mess- und Automatisierungstechnik erarbei-tet. Sie besteht aus den folgenden vier Blttern: Blatt 1 Grundlagen Blatt 2 Temperaturfhler, Temperatursensoren und ihre messtechnischen Parameter Blatt 3 Montage von Temperaturfhlern Blatt 4 P

16、rfung von Temperaturfhlern Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3512. Introduction The series of standards VDI/VDE 3512 is intended to complement VDI/VDE 3511 in dealing with the technical prerequisites (e.g. reducing temperature

17、measurement errors) for measurements associated with energy savings in buildings. It incorporates new knowledge and a variety of publications on thermal contentment and comfort in rooms. In addition, a quality classification of temperature sensors for building automation has been created that goes b

18、eyond tolerance classes and permits a more transparent comparability of temperature sensing systems in the context of tendering, better energy balance in buildings and optimised temper-ature sensor installation. The series of standards was prepared by the tech-nical committee “Contact Thermometry” o

19、f VDI/ VDE Society for Metrology and Automation Engi-neering. It consists of the following four parts: Part 1 Basic principles Part 2 Temperature sensors, temperature sensing elements and their measurement parameters Part 3 Installation of temperature sensors Part 4 Testing of temperature sensors A

20、catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/3512. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie gilt nur in Zusammenhang mit der Richtlinie VDI/VDE 3512 Blatt 1. Sie enthlt technische Parameter und Anforderungen an die elektrischen und elektronis

21、chen Temperaturfhler, die bei den in der Gebudeautomation eingesetzten Thermometern dominieren. 1 Scope This standard applies only in conjunction with standard VDI/VDE 3512 Part 1. It contains tech-nical parameters and requirements for electric and electronic temperature sensors, which dominate the

22、thermometers used in building automation. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 VDI/VDE 3512 Blatt 2 / Part 2 3 Die in diesen elektr

23、ischen und elektronischen Temperaturfhlern eingesetzten (Primr-)Sensoren sind sehr unterschiedlich. Ihr erlaubter Feldeinsatz in der Gebudeautomation ist jedoch nicht vom Sensortyp, sondern von der Einhaltung der techni-schen bzw. applikationsgeprgten Parameter abhn-gig, die in dieser Richtlinie bes

24、chrieben werden. Aus applikationstechnischer Sicht wird in Ab-schnitt 4 nach dem physikalisch-technischem Sen-sorprinzip und weiterhin hinsichtlich der verfgba-ren Ausgangssignale unterschieden. Klassifikati-onsgem ist auch zu beachten, dass ein in ein passives Widerstandsthermometer fest eingebaute

25、r Messumformer (Transmitter), Bus-Modul o. . dieses in ein aktives Thermometer berfhrt. Die Bewertungen und Restriktionen zu den Fhler-parametern in dieser Richtlinie beziehen sich nicht auf alle Sensortypen und alle Fhlerkonstruktio-nen, sondern nur auf die gebruchlichsten und die Energieeffizienz

26、von Gebuden mageblich beein-flussenden Temperaturfhler. Die Vielzahl der Primrsensoren schrnkt diese Richtlinie nicht ein, jedoch nimmt sie eine vom Sensortyp unabhngige Gteklassifizierung vor. Damit die Klassifizierung praktisch nachvollzieh-bar ist, wurden Prfbedingungen in der Richtlinie VDI/VDE

27、3512 Blatt 4 formuliert. Erstmals wer-den damit verschiedene Sensorsysteme innerhalb von Ausschreibungen messtechnisch, das heit insbesondere hinsichtlich der Genauigkeit ver-gleichbar. Energiebilanzierungen sind so genauer durchfhrbar. The (primary) sensors used in these electric and electronic tem

28、perature sensors vary greatly. How-ever, their permitted deployment in building auto-mation depends not on the sensor type, but on compliance with the technical or application-based parameters as described in this standard. From an application-based perspective, Section 4 draws up a distinction acco

29、rding to the physical-technical sensing principle and furthermore with regard to the available output signals. In terms of classification, it should also be noted that a trans-ducer (transmitter) or bus module or similar perma-nently built into a passive resistance thermometer, converts it into an a

30、ctive thermometer. The assessments and restrictions relating to the sensor parameters in this standard do not apply to all sensor types and constructions, but only to the most common ones and those decisively affecting the energy efficiency of buildings. This standard does not restrict the multiplic

31、ity of primary sensors, nevertheless it carries out a quali-ty classification that is independent of sensor type. To ensure that the classification is meaningful in practice, standard VDI/VDE 3512 Part 4 draws up test conditions. As a result, for the first time differ-ent sensor systems become techn

32、ically comparable (that is, especially with regard to accuracy) as part of tenders. Thus, energy balances can be per-formed more accurately. 2 Normative Verweise / Normative references Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: / The following referenced

33、documents are indispen-sable for the application of this standard: DIN 1319-1:1995-01 Grundlagen der Messtechnik; Teil 1: Grundbegriffe (Fundamentals of metrol-ogy; Part 1: Basic terminology) DIN EN 1434-1:2016-02 Wrmezhler; Teil 1: All-gemeine Anforderungen; Deutsche Fassung EN 1434-1:2015 (Heat me

34、ters; Part 1: General requirements; German version EN 1434-1:2015) DIN EN 12098-1:2013-10 Mess-, Steuer- und Re-geleinrichtungen fr Heizungen; Teil 1: Re-geleinrichtungen fr Warmwasserheizungen; Deutsche Fassung EN 12098-1:2013 (Controls for heating systems; Part 1: Control equipment for hot water h

35、eating systems; German version EN 12098-1:2013) DIN EN 12098-3:2014-02 Mess-, Steuer- und Re-geleinrichtungen fr Heizungen; Teil 3: Re-geleinrichtungen fr Elektroheizungen; Deut-sche Fassung EN 12098-3:2013 (Controls for heating systems; Part 3: Control equipment for electrical heating systems; Germ

36、an version EN 12098-3:2013) DIN EN ISO 7730:2006-05 Ergonomie der thermi-schen Umgebung; Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglich-keit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit (ISO 7730:2005); Deutsche Fas-sung EN IS

37、O 7730:2005 (Ergonomics of the thermal environment; Analytical determination and interpretation of thermal comfort using cal-culation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria (ISO 7730:2005); German version EN ISO 7730:2005) B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461

38、B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04 4 VDI/VDE 3512 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 DIN EN 60751:2009-05 Industrielle Platin-Wider-standsthermometer und Platin-Temperatur-sensoren (IEC 60751:2008

39、); Deutsche Fassung EN 60751:2008 (Industrial platinum resistance thermometers and platinum temperature sensors (IEC 60751:2008); German version EN 60751: 2008) VDI/VDE 3511 Technische Temperaturmessungen (Temperature measurement in industry) VDI/VDE 3512 Blatt 1:2017-03 Temperaturmes-sung fr die Ge

40、budeautomation; Grundlagen (Temperature measurement for building auto-mation; Basic principles) VDI/VDE 3522 Blatt 1:2014-09 Zeitverhalten von Berhrungsthermometern; Grundlagen und Kennwerte (Dynamic behaviour of contact thermometers; Principles and characteristic val-ues) VDI 4700 Blatt 1:2015-10 B

41、egriffe der Bau- und Gebudetechnik (Terminology of civil engi-neering and building services) 3 Formelzeichen In dieser Richtlinie werden die in VDI/VDE 3512 Blatt 1 und die nachfolgend aufgefhrten Formel-zeichen verwendet: Formel-zeichen Bezeichnung Einheit A, B, C Kennlinienkoeffizienten I elektris

42、cher Strom A R elektrischer Widerstand in Abhngigkeit von der Tem-peratur T R0elektrischer Widerstand bei 0 C RNelektrischer Widerstand bei Referenztemperatur TN= 25 C RRefelektrischer Widerstand bei einer Referenztemperatur TNReferenztemperatur C; K U elektrische Spannung V 3 Symbols The symbols as

43、 per VDI/VDE 3512 Part 1 and the following symbols are used throughout this stand-ard: Symbol Designation Unit A, B, C characteristic curve coefficients I current A R electric resistance as a function of temperature T R0electric resistance at 0 C RNelectric resistance at reference temperature TN= 25

44、 C RRefelectric resistance at a reference temperature TNreference temperature C; K U voltage V 4 Ausfhrungen von Sensoren in der Gebudeautomation Es werden die Sensoren wie folgt unterschieden (siehe Tabelle 1): Standardsensoren nach IEC-, DIN-Normen und OIML-Richtlinien Sensoren nach Firmenspezifik

45、ation 4 Classification of sensors in building automation Two sensor groups are distinguished (see Table 1): standard sensors according to IEC and DIN Standards and OIML Guidelines sensors according to company specifications 5 Messtechnische Parameter 5.1 Temperatureinsatzgrenzen Der Messbereich wird

46、 vom Hersteller angegeben. Bei multisensorischen Messgerten muss der Messbereich fr alle zu messenden Gren ange-geben werden. 5 Technical parameters 5.1 Temperature limits The measurement range is specified by the manu-facturer. In the case of multi-sensor instruments, the range must be specified fo

47、r all the quantities being measured. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 VDI/VDE 3512 Blatt 2 / Part 2 5 Tabelle 1. Zusammenhang z

48、wischen Temperatur und Ausgangssignal bei unterschiedlichen Sensoren Sensor Ausgangssignal Technische Regel Platin-Temperatursensor R(T ) = R0(1 + AT + BT 2+ C(T 100 C)T 3) DIN EN 60751 Nickel-Temperatursensor R(T ) = R0(1 + AT + BT 2) von 60 C bis 100 C OIML R 84 Kupfer-Temperatursensor R(T ) = R0(

49、1 + AT) von 0 C bis 200 C OIML R 84 Silizium-Temperatursensor R(T ) = RRef (1 + A(T TRef) + B(T TRef)2 NTC-Thermistor R(T ) = RN expB(1/T 1/TN) a)PTAT-Sensorb)individuelle Kennlinien U = U(T ); I = I(T ) kalibrierter PTAT-Sensor mit digitalem Ausgang Signalfolge (z. B. Zac Wire) a)Temperaturen in K, RN elektrischer Widerstand bei Referenztemperatur TN= 25 C b)PTAT proportional to absolute temper