1. Physikalische Grundlagen
1.1 Allgemeines
Vorwort
Nachfolgend werden Temperatursensoren behandelt, die mit dem zu messenden Medium
in direkten Kontakt gebracht werden. Die hier beschriebenen Thermoelemente
(unedel und edel) sowie Widerstandsthermometer werden vorwiegend in
der industiellen Temperaturmesstechnik eingesetzt. Die Hinweise beschränken
sich auf die genannten Temperatursensoren in Standardausführung und auf die
zugehörigen Verbindungsleitungen. Sollte die Instrumentierung im Lieferumfang
enthalten sein, können auf Wunsch zusätzliche Informationen zur Verfügung
gestellt werden. Die wichtigsten Daten der Temperatursensoren wie z. B.
Grundwertreihen und Toleranzen, sind in Normen festgelegt. Selbstverständlich
fertigt die Firma Reckmann GmbH entsprechend den individuellen
Kundenanforderungen außer den hier dargestellten Standardausführungen auch eine
Vielzahl von Sonderausführungen.
1.2 Thermoelemente (TE)
Thermoelemente nutzen den sogenannten Seebeck-Effekt aus. Verbindet man
durch Schweißen, Löten usw. zwei elektrische Leiter aus verschiedenen Metallen
an einem Ende (Meßstelle) und erwärmt diese Verbindungsstelle, so kann man an
den beiden freien Enden (Vergleichsstelle) eine Spannung (EMK bzw.
Thermospannung) im mV Bereich messen. Bedingung hierfür ist jedoch, daß zwischen
Meßstelle und Vergleichsstelle eine Temperaturdifferenz vorhanden ist. Die
Temperaturmessung mittels Thermoelementen beruht also auf einer
Spannungsmessung, wobei die entstehende Thermospannung eine Funktion der
Temperaturdifferenz zwischen Meßstelle und Vergleichsstelle ist. Die Höhe der
Thermospannung hängt jedoch nicht nur von der genannten Temperaturdifferenz
sondern auch von den verwendeten Leitermaterialien ab. Für Industriemessungen
werden heute eine Reihe von Metallen und Legierungen eingesetzt, die einen mit
der Temperatur stetig ansteigenden Spannungsverlauf ohne Wendepunkte
sicherstellen.
1.3 Widerstandsthermometer (WT)
Widerstandsthermometer nutzen die stetige
Widerstandsänderung von Metallen bei sich ändernden Temperaturen. Wegen seiner
hohen Stabilität und Reproduzierbarkeit wird heute hauptsächlich Platin als
Widerstandswerkstoff eingesetzt. Daneben kann auch Nickel verwendet werden.
Beide Metalle haben einen positiven Temperaturkoeffizienten (TK), d.h. ihr
Widerstand nimmt mit steigender Temperatur zu.
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Kapitel 2 (Thermoelement-Messkreis,
Prinzipskizze)
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