1. Messungen mit Thermoelementen

Thermoelemente dienen zur Temperaturmessung vor allem bei der Überwachung von Wärmekraftmaschinen, Generatoren und technologischen Prozessen. Der eigentliche Messfühler ist die Lötstelle des Thermopaares. Gegenüber Widerstandsthermometern haben Thermoelemente den Vorteil, daß die Messstelle besonders klein hergestellt werden kann. Dadurch ist eine sehr punktuelle Messwerterfassung möglich. Ein Thermopaar entsteht, wenn zwei unterschiedliche Metallegierungen an einem Punkt verlötet oder verschweißt werden.

Zur Temperaturmessung mit Thermoelementen werden folgende Materialkombinationen verwendet:

Herrschen an den beiden Lötstellen unterschiedliche Temperaturen Tm und Tv, so tritt zwischen den äußeren Drähten eine Potentialdifferenz Ut auf, die zur Differenz Tm-Tv in einer Materialkombination spezifischen Beziehung steht. Legt man die Vergleichstemperatur Tv fest,

z. B. 0 °C, so ist die Spannung Ut eine Funktion der Temperatur der Messstelle. Diese Funktion ist bei verschiedenen Thermopaaren in erster Näherung linear. Im Gegensatz zu Thermowiderständen, Dehnungsmessstreifen, ohmschen und induktiven Weggebern sind Thermoelemente also Aktive Geber.

Das Bild zeigt die Prinzipschaltung mit einem -Thermoelement Typ U.

2. Messung mit Widerstandsthermometern

Häufiger als die im Abschnitt 1 beschriebenen Thermoelemente werden Widerstandsthermometer eingesetzt. Diese nutzen die Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes von der Temperatur zu deren Messung aus. Temperaturmessungen sind oft erforderlich, da die physikalischen Eigenschaften der Stoffe wie auch die Ablaufgeschwindigkeiten der meisten Prozessreaktionen temperaturabhängig sind. Darüber hinaus können über eine Messung der Temperatur auch die Temperatur beeinflussenden Größen erfasst werden.

In der Technik werden vorwiegend Nickel- und Platinthermometer eingesetzt, die sich mit konstanten, reproduzierbaren Widerstandswerten herstellen lassen. Die Widerstandswerte für Nickel und Platin betragen 100 W bei 0 °C.

Kennlinie von Ni- und Pt-Meßwiderständen