6. Widerstandsthermometer - Meßkreis

     
Bei der Temperaturmessung mittels Widerstandsthermometern werden Meßwiderstände verwendet, bei denen die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes bekannt und in Normen festgelegt ist. In der industriellen Meßtechnik werden überwiegend Platin-Widerstände (in deutlich geringerem Umfang auch Nickel-Widerstände) eingesetzt, deren elektrischer Widerstandswert aufgrund des positiven Temperaturkoeffizienten mit steigender Temperatur zunimmt. Im Gegensatz zum spannungserzeugenden Thermoelement liefert ein Widerstand von sich aus keine elektrische Energie, so daß (Fremd-) Energie durch einen elektrischen Meßkreis zugeführt werden muß. Dies geschieht zumeist mit einer Konstantstromquelle, die am Meßwiderstand einen Spannungsabfall erzeugt, der proportional zum Widerstand ist.   

6.1 Prinzipschaltbilder    

 Das Bild 4 zeigt : Die möglichen Anschlußtechniken für Widerstandsthermometer   

6.2 Anschlußtechniken: 

     
In Bild 4 sind die möglichen Anschluß bzw. Schaltungstechniken von Widerstandsthermometern dargestellt. Es wird dabei in Zwei-, Drei- und Vierleiterschaltung unterschieden. Bei der Zweileiterschaltung ist der Meßwiderstand durch eine zweiadrige Leitung mit dem Meßgerät verbunden. Die vorhandenen Zuleitungswiderstände, die mit dem Meßwiderstand in Reihe geschaltet sind, verursachen einen höheren Gesamtwiderstand und damit einen zum Teil erheblichen Meßfehler. Aus diesem Grund ist hier auch ein (Leitungs-) Abgleich erforderlich. Da die Zuleitungswiderstände sich darüber hinaus temperaturabhängig verändern, ist die Zweileiterschaltung nur für einfache Messungen geeignet. Die Zweileiterschaltung mit Schleife stellt eine Schaltungsvariante der einfachen Zweileiterschaltung dar. Unter der Voraussetzung, daß alle vier Zuleitungen die gleichen Eigenschaften besitzen und den gleichen Temperaturen ausgesetzt sind, können die Zuleitungswiderstände unter Betriebsbedingungen über die Schleife gemessen und entsprechend kompensiert werden. Anstelle dieser Schaltungsvariante wird heute jedoch in der industriellen Meßtechnik fast ausschließlich die nachfolgend beschriebene Dreileiterschaltung verwendet. Bei der Dreileiterschaltung wird von einem Anschlußkontakt des Meßwiderstandes eine zusätzliche Leitung zum Meßgerät geführt, so daß sich zwei Messkreise ergeben. Unter der Voraussetzung , daß die Widerstände aller drei Zuleitungen gleich sind, wird der Einfluß des Leitungswiderstandes bei den heute üblichen Meßgeräten mit Dreileiter-Eingang durch eine entsprechende interne Schaltungstechnik kompensiert. Ein Leitungsabgleich ist hier nicht erforderlich. Bei der Vierleiterschaltung werden die Leitungswiderstände der vier Zuleitungen auch dann noch kompensiert, wenn sie unterschiedlich sind. Hierbei wird der Spannungsabfall "U" über dem von einem Konstantstrom durchflossenen Meßwiderstand hochohmig über zwei Meßleitungen abgegriffen. Unter der Voraussetzung, daß der Eingangs-bzw. Innenwiderstand des (Spannungs-) Meßgerätes ein Vielfaches des Leitungswiderstandes beträgt, tritt kein nennenswerter Meßfehler auf. Aus diesem Grunde wird die Vierleiterschaltung bei Temperaturmessungen verwendet, die eine besonders hohe Meßgenauigkeit erfordern.

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