Temperaturfühler

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Temperaturfühler oder Temperatursensoren dienen der Erfassung der Temperatur und wandeln diese in ein messbares Signal. Die gängigsten Messverfahren erfolgen über einen elektrischen Widerstand oder elektrische Spannung.

Typische Varianten sind Widerstandsthermometer und Thermoelemente. Widerstandsthermometer nutzen zur Messung der Temperatur den elektrischen Widerstand von Metallen, während Thermoelemente zur Messung der Temperatur die elektrische Spannung aus einem Paar unterschiedlicher Metalle nutzen. In Verbindung mit einem Temperaturregler kann die Temperatur angezeigt und geregelt werden.

Funktionsprinzip Widerstandsthermometer

Widerstandsthermometer nutzen zur Messung der Temperatur den elektrischen Widerstand von Metallen. Die Änderung des Widerstands erfolgt nahezu linear zur Änderung der Temperatur. Die häufigsten Typen sind Platin Widerstandsthermometer Typ Pt100 und Pt1000 für einen Temperaturbereich je nach Ausführung von −250 °C bis +1000 °C.

Pt100 Platin-Messwiderstände haben einen Nennwiderstand von 100 Ω bei 0 °C. Pt1000 Platin-Messwiderstände einen Nennwiderstand von 1000 Ω bei 0 °C. Desweiteren werden Platin Widerstandsthermometer einer Genauigkeitsklasse zugeordnet. In der Norm zu jeder Klasse werden die zulässigen Messabweichungen festgelegt. Folgende Klassen mit den jeweilig zulässigen Abweichungen sind festgelegt.

Klasse AA = 0,1 °C + (0,0017 x Temperatur)
Klasse A = 0,15 °C + (0,002 x Temperatur)
Klasse B = 0,3 °C + (0,005 x Temperatur)
Klasse C = 0,6 °C + (0,01 x Temperatur)

Typ PTC und NTC Widerstandsthermometer sind für einen Temperaturbereich von −50 °C bis 150 °C geeignet.

Platin Messwiderstände werden vorwiegend für industrielle Anwendungen eingesetzt. 

Weitere Informationen finden Sie auf Wikipedia/Widerstandsthermometer

Funktionsprinzip Thermoelemente

Thermoelemente nutzen zur Messung der Temperatur elektrische Spannung aus einem Paar unterschiedlicher Metalle. Dieses Messverfahren ist insbesondere zur Messung hoher Temperaturen geeignet, da die auftretende elektrische Spannung relativ klein ist.

Die häufigsten Typen sind Nickel-Chrom Typ K für einen Temperaturbereich von −270 °C bis 1300 °C und Eisen-Kupfer Typ J für einen Temperaturbereich −210 °C bis 1200 °C.

Thermoelemente sind in unterschiedlichen Klassen definiert, welche die jeweilig erlaubte Grenzabweichung definieren.

Klasse 1:

Typ K NiCr-Ni: 1,5 °C oder 0,004 × Temperatur bei −40 °C bis 1000 °C
Typ J Fe-CuNi: 1,5 °C oder 0,004 × Temperatur bei −40 °C bis 750 °C

Klasse 2:

Typ K NiCr-Ni: 2,5 °C oder 0,0075 × Temperatur bei −40 °C bis 1200 °C
Typ J Fe-CuNi: 2,5 °C oder 0,0075 × Temperatur bei −40 °C bis 750 °C

Weitere Informationen finden Sie auf Wikipedia/Thermoelement

Bauformen

Tauchfühler

Bei einem Tauchfühler ist der Sensor mit einer Tauchhülse ummantelt. Der Fühler wird in das zu messende Medium Gas oder Flüssigkeit eingetaucht.

Bajonettfühler

Bajonettfühler sind mit einem Bajonettverschluss und einer Druckfeder ausgestattet. Mit diesem Befestigungssystem kann der Fühler schnell verbaut, und bei einem Defekt schnell getauscht werden. Mit der Druckfeder wird die Einbaulänge eingestellt. Bajonettfühler werden zum Beispiel in Werkzeugen oder Spritzgussmaschinen eingesetzt.

Oberflächenfühler

Oberflächenfühler sind mit einem flachen Sensorkopf ausgestattet welcher mittels Schraubmontage auf einer Oberfläche befestigt wird. Diese Fühler werden eingesetzt um zum Beispiel die Temperatur von Flächen oder Gehäusewänden zu messen.

Gewindefühler

Bei einem Gewindefühler ist der Sensorkopf mit einem Gewinde für die Befestigung ausgestattet. Mit dieser Befestigungsart wird der Sensor zum Beispiel an der Außenseite eines Gehäuses befestigt, um die Temperatur im Innenraum zu messen.

Winkelfühler

Bei einem Winkelfühler ist der Sensorkopf im 90° Winkel zur Befestigungsvorrichtung angeordnet. Ähnlich wie bei einem Gewindefühler wird dieser an der Außenseite eines Gehäuses befestigt, um die Temperatur im Innenraum zu messen. Durch die Anordnung im 90° Winkel kann dieser Fühler sehr flach verbaut werden. Die Befestigung erfolgt mittels Schraubmontage.

Magnetfühler

Bei einem Magnetfühler ist der Sensorkopf magnetisch. Dies bietet den Vorteil den Sensor an metallischen Oberflächen zu befestigen, ohne diese durch Bohrungen für eine Schraubmontage zu bearbeiten. Des Weiteren kann der Sensor mit Magnetbefestigung auch nur zeitweise oder an unterschiedlichen Stellen angebracht werden.

Rohranlegefühler

Der Sensorkopf von Rohranlegefühlern ist mit einer Schraubschelle ausgestattet und wird mittels dieser an Rohren oder Stangen befestigt.