Messung; Thermoelement; Einleitung; Anschluss - WIKA CTR3000 Operating Instructions Manual

7. Technische Informationen über Temperatur
7.3

Messung

7.3.1 Thermoelement

7.3.1.1 Einleitung

Der thermoelektrische Effekt taucht sehr breit gestreut auf, wenn ein elektrischer Stromkreis bestehend aus verschiedenen
Metallleitern einem Temperaturgradienten ausgesetzt wird. Ein elektrisches Potential oder eine Spannung entwickelt sich
entlang den Leitern. Dieses Spannungspotential variiert proportional zur Temperatur und bietet ein Mittel, mit dem die Tempe-
ratur gemessen werden kann.
Es gibt zwei Kategorien von Thermoelementen:
Typen aus seltenem Metall, platinbasierte Typen
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Typen aus seltenen Metallen oder platinbasierte Typen werden hauptsächlich für die Präzisionsmessung von hohen Tempe-
raturen verwendet. Höchsttemperaturen von 1.700 °C [3.092 °F / 1.973,15 K) und Messunsicherheiten von bis zu 0,4 ° C
sind möglich. Die Empfindlichkeit von platinbasierten Thermoelementen liegt üblicherweise im Bereich von 10 µV / °C,
was bedeutet, dass eine hohe Genauigkeit und hochauflösende Messungen empfindliche Geräte, wie z. B. das CTR3000,
erfordern.
Unedle Metalle, nickelbasiert
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Thermoelemente aus unedlen Metallen funktionieren über einen breiten Temperaturbereich und sind geeignet für hohe
Temperaturen bis zu 1.600 °C [2.912 °F / 1.873,15 K]. Hohe Temperaturen über 2.300 °C [4.172 °F / 2.573,15 K] sind mit
den neuen Wolfram/Rhenium-Typen möglich. Typische Empfindlichkeiten von > 30 µV / °C charakterisieren die meisten
Thermoelemente der Familie aus unedlen Metallen.
Diese sind leicht anfällig für Kontaminierungseffekte, die zu Rekalibrierung und Drift führen. Dies ist besonders bei hohen
Temperaturen ausgeprägt, wo eine Drift in der Größenordnung von 10 °C [50 °F / 283,15 K] möglich ist. Es ist wichtig, sich
über die Kontaminierungseffekte im Klaren zu sein und das richtige Thermoelement für die entsprechende Messumge-
bung auszuwählen. Das Thermoelement vom Typ N bietet die beste Leistung hinsichtlich der Reproduzierbarkeit und der
Messunsicherheit und funktioniert bis 1.250 °C [2.282 °F / 1.523,15 K]. Es ist die beste Wahl für allgemeine Messanwen-
dungen, die Genauigkeit in kurzer Zeit mit geringer Temperaturdrift erfordern.

7.3.1.2 Anschluss

Thermoelemente messen die Temperaturdifferenz. Da alle praktischen Thermoelemente über mindestens 2 Vergleichsstel-
len verfügen, ist es wichtig, dass bei einer absoluten Temperaturmessung eine der Vergleichsstellen einen Bezug zu einer
bekannten Temperatur hat.
Die Vergleichsstelle und die Präzision der Spannungsmessung beeinflussen die gesamte Genauigkeit der Temperatur-
messung. Zwischenverbindungen wie Steckverbinder und Verlängerungskabel zwischen dem messenden Thermoelement
und dem CTR3000 beeinflussen das Messergebnis ebenfalls.

7.3.2 Widerstandsthermometer

Das CTR3000 arbeitet mit 3- und 4-Leiter-PRTs im Bereich 25/100 Ω. Das beste Ergebnis wird nur erreicht, wenn PRTs von
guter Qualität von seriösen und geprüften Quellen verwendet werden. Wie bei jedem gemessenen Parameter, hängt die
Leistung eines Messsystems von seiner Stabilität und Wiederholbarkeit ab. PRTs von geringer Qualität können die Leistung
des Systems verringern.
Die Beziehung zwischen Temperatur und Widerstand hängt von verschiedenen Faktoren, einschließlich des Alpha-Wertes und
der PRT-Kalibrierung, ab. Folglich ist mehr als eine Gleichung für die Umrechnung des Widerstands in die Temperatur nötig.
Die Kalibrierdaten für die PRTs nehmen die von Callendar-van-Dusen-Koeffizienten an.
WIKA bietet eine Reihe von bewährten PRTs der Serie CTP5000, die besonders geeignet für die Verwendung mit dem
CTR3000 sind, sowie einen Service für kundenspezifische PRTs, um die individuellen Anforderungen der Kunden zu erfüllen.
Hoch-„Alpha"-PRTs:
Die bestmögliche Systemgenauigkeit wird mit Hoch-„Alpha"(α)-PRTs erreicht, oder korrekter ausgedrückt, PRTs mit Platinlei-
ter mit hohem α (hoher Reinheit).
WIKA Betriebsanleitung, Typ CTR3000
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