Temperaturmessung

Einführung zum Thema Temperaturmessung

Die Temperaturmessung kann mittels einer breiten Palette an Sensoren erfolgen. Allen gemeinsam ist jedoch die Ermittlung der Temperatur durch das Erfassen von Änderungen physischer Eigenschaften. Die sechs gängigsten Sensorarten sind: Thermoelemente, widerstandsbasierte Temperatursensoren (Pt100-Fühler und Thermistoren), Infrarotsensoren, Bimetall-Sensoren, auf Fluidwärmeausdehnung basierende Messgeräte sowie Temperatur-Indikatoren.

Thermoelemente
Pt100 und Thermistoren
Mobile und stationäre Infrarot-Temperaturmessgeräte
Temperaturanzeigen
Temperaturmessstreifen (mit Farbumschlag)

Wählen Sie das ideale Temperaturmessgerät für Ihre Anwendung aus

Thermoelemente
Thermoelemente bestehen aus zwei Drähten, die aus verschiedenen Metallen gefertigt und an einem Ende miteinander verschweißt sind. Temperaturänderungen an dieser Verbindungsstelle bewirken eine Änderung der Potenzialdifferenz zwischen den beiden nicht verbundenen Enden. Steigt die Temperatur an, so erhöht sich auch diese messbare Potenzialdifferenz. Die dadurch generierte Thermospannung ist nicht linear.

Widerstandsbasierte Temperaturmessgeräte

Widerstandsbasierte Temperatursensoren
Widerstandsbasierte Temperatursensoren machen sich den Umstand zunutze, dass sich bei einer Temperaturänderung ihr elektrischer Widerstand ebenfalls ändert. Diese Sensoren lassen sich im Wesentlichen in zwei Gruppen unterteilen: Widerstandsfühler (Pt100) sowie Thermistoren.
Wie der Name schon andeutet, nutzen Widerstandsfühler (Pt100) die Widerstandsänderung in einem Metall, wobei der Widerstand mehr oder weniger linear zur Temperatur steigt bzw. fällt. Thermistoren hingegen erfassen die Widerstandsänderung in einem keramischen Halbleiter; hierbei nimmt der Widerstand bei steigender Temperatur auf nicht lineare Weise ab.

Tragbare Infrarot-Temperaturmessgeräte
Bei Infrarot-Temperaturmessgeräten handelt es sich um berührungsfrei arbeitende Messgeräte. Sie ermitteln die Temperatur durch Messung der von einem Material abgegebenen Wärme- bzw. Infrarotstrahlung. OMEGA Engineering bietet eine breite Palette von mobilen Geräten an.

Stationäre Infrarot-Thermometer/Messumformer
Bei stationären Infrarot-Temperaturmessgeräten handelt es sich ebenfalls um berührungsfrei arbeitende Messgeräte. Auch die stationären Infrarot-Temperaturmessgeräten ermitteln die Temperatur durch Messung der von einem Material abgegebenen Wärme- bzw. Infrarotstrahlung. OMEGA Engineering bietet eine breite Palette von stationären Geräten an.

Bimetallbasierte Temperaturanzeigen
Bimetallbasierte Temperaturanzeigen machen sich den Umstand zunutze, dass sich verschiedene Metalle bei gleicher Temperaturänderung unterschiedlich stark ausdehnen bzw. zusammenziehen. Bei diesen analogen Temperaturanzeigen werden zwei verschiedene Metallkomponenten fest miteinander verbunden. Bei steigender Temperatur dehnt sich eine der beiden Hälften stärker aus als die andere. Die hieraus resultierende Verbiegung wird mithilfe eines mechanisch angeschlossenen Zeigers in einen Temperaturmesswert umgewandelt. Diese Messgeräte sind portabel und können ohne Spannungsversorgung verwendet werden. Gegenüber Thermoelementen und Widerstandsfühlern weisen diese eine geringere Genauigkeit auf und lassen sich auch nicht zur Aufzeichnung von Temperaturmesswerten verwenden.

Auf Fluidwärmeausdehnung basierende Temperaturmessgeräte

Auf Fluidwärmeausdehnung basierende Temperaturanzeigen
Die Wirkungsweise eines Flüssigkeitsthermometers beruht auf der Volumen-Ausdehnung einer Flüssigkeit. Bei Erhöhung der Temperatur dehnt sich die Flüssigkeit aus und bei Verringerung der Temperatur verringert sich das Volumen. Die Temperatur kann man an einer Skala ablesen. Die auf Fluidwärmeausdehnung basierenden Sensoren benötigen keine Stromversorgung, stellen kein Explosionsrisiko dar und sorgen auch nach vielen Messzyklen für verlässliche, jedoch nur visuell angezeigte Messwerte.

Auf Zustandswechsel basierende Temperaturmessgeräte

Auf Zustandswechsel basierende Temperaturmessstreifen
Auf Zustandswechsel basierende Temperatursensoren gibt es in Form von Etiketten, Granulaten, festen bzw. flüssigen Farbstoffen oder Flüssigkristallen, deren Aussehen sich beim Erreichen einer bestimmten Temperatur ändert. Aufgrund der langen Reaktionszeiten von zumeist mehreren Minuten eignen sich diese „Sensoren“ häufig nicht zur Erfassung rascher Temperaturänderungen. Die Messgenauigkeit ist geringer als bei anderen Temperatursensoren.
Flüssigkristallanzeigen zeigen generell die aktuelle Temperatur (reversibel) und werden als einfache Temperaturanzeigen in vielen Bereichen eingesetzt.
Irreversible Temperatur-Indikatoren werden eingesetzt, wenn es um die Bestätigung geht, dass die Temperatur eines Bauteils oder Werkstoffs einen bestimmten Wert nicht überschritten hat, z. B. einen spezifizierten Wert überschritten hat (Gewährleistung).

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