In vielen Branchen müssen Unternehmen eine präzise Temperaturkontrolle in ihren Produktionsprozessen erreichen. Um eine Oberflächentemperatur zu messen und Messfehler zu vermeiden, ist es wichtig zu verstehen, wie die Thermosonde funktioniert. Beim Thermoelement wird der Temperaturwert aus einem elektrischen Strom berechnet. Diese Berechnung erfordert insbesondere die Verwendung von Thermoelementkurven. Hier erklären wir Ihnen genau, was diese Umrechnungskurven sind und wie sie verwendet werden.
Wie wird die Temperatur mit einem Thermoelement berechnet?
Um die Rolle von Thermoelementkurven zu verstehen, beginnen wir mit einer Erinnerung an die Grundlagen des Thermoelementbetriebs.
Wie nennt man ein Thermoelement?
Das sogenannte Thermoelement ist eine in der Industrie weit verbreitete Art von Temperatursensor. Im weiteren Sinne wird die Sonde, also das komplette Temperaturmessgerät, als Thermoelementsonde bezeichnet. Der Temperaturfühler besteht aus mehreren Elementen, darunter dem Sensor , der mit der zu messenden Umgebung in Kontakt steht. Die Messbox dient dazu, die erfassten Informationen abzurufen oder auch als Temperatur in Grad Celsius auf dem Display darzustellen. Aus praktischen Gründen ist es häufig erforderlich, Verlängerungskabel zwischen Sensor und Messgerät zu verlegen. Das Thermoelement misst die Kontakttemperatur, im Gegensatz zu Sonden, die die Temperatur aus der Ferne messen, wie etwa der Infrarotstrahlungssonde.
Dass die Thermoelementsonde so weit verbreitet ist, liegt an ihren geringen Kosten, die sich aus den Preisen der Materialien ergeben, die zur Herstellung der gängigsten Thermoelementtypen verwendet werden. Es ist außerdem einfach zu verwenden, langlebig und ermöglicht die Messung der Temperatur über weite Temperaturbereiche. Darüber hinaus bietet es eine schnelle Reaktion bei Temperaturschwankungen.
Wie wandelt man die Spannung eines Thermoelements in Temperatur um?
Eine Thermoelementsonde ermöglicht die Temperaturmessung eines bestimmten Mediums dank eines Phänomens namens Seebeck-Effekt. Wenn leitfähige Metalle unterschiedlicher Beschaffenheit miteinander verbunden werden und ihre Enden unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt werden, entsteht ein leichter elektrischer Strom. Anschließend muss dieses elektrische Signal gemessen und umgewandelt werden, um die Temperatur in Grad Celsius zu erhalten.
Der Thermoelementsensor funktioniert dank der Existenz zweier unterschiedlicher Schweißnähte oder Verbindungen zwischen den beiden Metalllegierungsdrähten, aus denen er besteht. Die heiße Schweißnaht ist diejenige, die mit der zu messenden Umgebung in Kontakt steht. Die Vergleichsstelle wird an das Spannungsmessgerät angeschlossen.
Jeder Typ hat seinen eigenen Seebeck-Koeffizienten, der die Umrechnung des Temperaturintervalls ermöglicht, das zwischen der Heißstelle und der Kaltstelle besteht. Hier kommen Thermoelementkurven ins Spiel, bei denen es sich um Umrechnungshilfen handelt.
Umrechnungskurven nach Thermoelementtyp
Wie verwende ich eine Thermoelement-Umrechnungskurve?
Spannungsumwandlungskurven sind wesentliche Hilfsmittel, um aus einer elektromotorischen Kraft (EMK) einen Temperaturwert in Grad Celsius zu erhalten. Tatsächlich sind die Zusammenhänge zwischen Spannung und Temperatur bei Thermoelementen nicht linear. Die Beziehung zwischen gemessener Spannung und Temperatur wird oft auch als Thermoelement-Umrechnungstabelle dargestellt, die Millivolt und entsprechende Temperaturen anzeigt t18>. Die Darstellung in Form einer Kurve ermöglicht es, die Variation des Millivolt/Temperatur-Verhältnisses zu erkennen. Diese Kurven werden nach Typ definiert, d. h. nach der Art der Metalle, die bei der Herstellung des Thermoelementsensors verwendet werden.
Um die Kurve verwenden zu können, müssen Sie zunächst die Spannung definieren, die entsteht, wenn der Sensor einer bestimmten Temperatur ausgesetzt wird. In den Thermoelementkurven entspricht diese Spannung derjenigen, die wir erhalten, wenn die Kaltstelle 0°C beträgt. Theoretisch ist es daher am einfachsten, diese Verbindung auf 0 °C zu halten. Wenn dies nicht möglich ist, fahren wir mit der Kompensation der Kaltstelle fort. Anschließend ermitteln wir mit einem anderen Messsystem die Temperatur der Vergleichsstelle und führen anschließend eine Differenzrechnung durch.
Achtung, um die Genauigkeit der Temperaturmessung sicherzustellen, ist es notwendig, eine Kalibrierung des Thermoelements durchzuführen. Die Kalibrierung erfolgt auf verschiedene Arten. Am zuverlässigsten ist es, das Ergebnis zu beobachten, indem der Sensor der Temperatur des Tripelpunkts des Wassers ausgesetzt wird. Er kann auch mit dem Siedepunkt von Wasser verglichen oder in einen Kalibrierofen gegeben werden. Es ist notwendig , die Temperatur des Sensors über seinen gesamten Messbereich zu kontrollieren, um seine Zuverlässigkeit sicherzustellen.
Was unterscheidet die Arten von Thermoelementen?
Was Thermoelemente unterscheidet, ist die Art der Metalle, aus denen die leitenden Drähte hergestellt werden. Jedes Metall hat eine spezifische Temperaturbeständigkeit. Durch die Kombination zweier Metalllegierungen zu einem Thermoelementsensor entsteht ein Sensor mit spezifischen Eigenschaften.
Eine europäische Norm listet die gebräuchlichsten Thermoelemente auf, dabei handelt es sich um Thermoelementtypen. Sie sind mit einem Buchstaben gekennzeichnet und es gibt 8 davon. Die Typen K, J, T und E werden am häufigsten verwendet und sind auch preislich am günstigsten. Die Typen N, S, R und B ermöglichen die Messung hoher Temperaturen. Da S, R und B aus Platin gefertigt sind, ist ihr Preis höher.
Das Hauptmerkmal , das die Typen von Thermoelementen unterscheidet, ist ihr Temperaturmessbereich. Einige können den absoluten Nullpunkt messen, andere sehr hohe Temperaturen. Typen eignen sich für bestimmte Anwendungen, z. B. T, empfohlen für niedrige Temperaturen und Kryotechnik. Abgesehen von der Frage der Temperaturgrößen sind bestimmte Materialien in bestimmten Umgebungen widerstandsfähiger gegen Oxidation als andere. Beachten Sie auch, dass der Grad der Messgenauigkeit je nach Typ variiert.
Thermometer-Berater.fr stehen Ihnen zur Verfügung, um Ihre Fragen zu beantworten und Ihnen bei der Auswahl des für Ihre Anforderungen am besten geeigneten Messsondentyps zu helfen.
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