Temperaturfühler

Hier finden Sie Temperaturfühler in vielen Varianten: Thermoelement | Pt100 | Pt1000 | PTC | Typ J | Typ K

Sensortyp

Bauform

Beschreibung Temperaturfühler

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.

Widerstandsthermometer werden häufig von -200°C  bis +850°C bei verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen werden Widerstandsthermometer bevorzugt, da ihre Genauigkeit viel höher ist als bei Thermoelementen.

Bis zu 500°C werden Standard Sensoren und zwischen 500°C bis 850°C spezielle Sensoren verwendet. Das maximale Eintauchen
Die Sensorlänge der Widerstandsthermometer sollte entsprechend der maximalen Eintauchtiefe berücksichtigt werden, da Messfehler durch die Wärmeübertragung entlang des Schutzrohrs verursacht werden können.

Die Fließgeschwindigkeit des Mediums in der sich das Widerstandsthermometer befindet ist ebenfalls ein Faktor der die Messempfindlichkeit beeinflusst. Im Allgemeinen sollte R/T senkrecht zur Strömungsrichtung sein.

Zwischen Widerstandsthermometer und Messinstrument werden Kupferkabel verwendet. Bis zu 10 Meter Kabellänge 2×1,5 mm und bis zu 150 Meter 3×1,5 mm Kabel.

Für eine genaue Messung sollte die Eintauchtiefe eines Thermoelements nicht kleiner sein als 10 mal des Außendurchmessers.
Gerade Thermoelemente mit Metall- und Keramikschutzrohren werden bei Anwendungen zwischen –200°C und +2320°C eingesetzt.

Für die Installation wird das Schutzrohr entsprechend den Korrosionsbedingungen denen das Bohrloch hauptsächlich ausgesetzt sein wird. Hochglanzpolitur für alle rostfreien Vertiefungen bietet maximale Korrosionsbeständigkeit.

Messverfahren Temperaturfühler

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 −200 °C bis +850 °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.

Formeln zur Berechnung der Genauigkeitsklasse von Widerstandsthermometern:

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.

Thermoelement

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.

Formeln zur Berechnung der Genauigkeitsklasse von Thermoelementen:

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

Bauformen Temperaturfühler

Tauchfühler

Bei einem Tauchfühler ist der Sensor mit einer Tauchhülse (Abbildung 1) ummantelt. Der Fühler wird in das zu messende Medium Gas oder Flüssigkeit eingetaucht.

Temperaturfuehler mit Tauchhuelse
Abbildung 1

Bajonettfühler

Bajonettfühler sind mit einem Bajonettverschluss (Abbildung 2) 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.

Temperaturfuehler mit Bajonettverschluss
Abbildung 2

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 (Abbildung 3) 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.

Temperaturfuehler mit Gewinde
Abbildung 3

Winkelfühler

Bei einem Winkelfühler ist der Sensorkopf im 90° Winkel zur Befestigungsvorrichtung angeordnet (Abbildung 4). 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.

Temperaturfuehler fuer Winkelmontage
Abbildung 4

Magnetfühler

Bei einem Magnetfühler ist der Sensorkopf magnetisch (Abbildung 5). 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.

Temperaturfuehler mit Magnet
Abbildung 5

Rohranlegefühler

Der Sensorkopf von Rohranlegefühlern ist mit einer Schraubschelle (Abbildung 6) ausgestattet und wird mittels dieser an Rohren oder Stangen befestigt.

Temperaturfuehler mit Schraubschelle
Abbildung 6

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