3 Hersteller von Hochpräzisions-Thermometer im Jahr 2024

Was ist ein Hochpräzisions-Thermometer?

Hochpräzisions-Thermometer sind Präzisions-Temperaturmessgeräte, die unter den Thermometern die Temperatur mit hoher Genauigkeit messen können.

Es wird in Verbindung mit einem Temperatursensor verwendet. Durch die Verwendung des Messgeräts selbst zusammen mit einem Temperaturfühler können genaue Temperaturmessungen vorgenommen werden. Sie werden daher zur Temperatureinstellung und Thermometerkalibrierung verwendet.

Als Temperatursensoren werden thermoelektrische Sensoren und Widerstandsthermometer verwendet, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, sodass es wichtig ist, den richtigen Temperatursensor für die jeweilige Anwendung auszuwählen.

Anwendungen von Hochpräzisions-Thermometern

Hochpräzisions-Thermometer werden zur Kalibrierung von Thermometern verwendet. Durch den Einsatz einer Kombination von Temperatursensoren wird die Temperatur eingestellt und die Kalibriertemperatur des Thermometers im täglichen Gebrauch überprüft, um sicherzustellen, dass sie korrekt ist. Hochpräzisions-Thermometer haben jedoch den Nachteil, dass sie teurer sind als gewöhnliche Thermometer und aufgrund ihrer Größe weniger bequem zu handhaben sind.

Die korrekten, vom Temperatursensor vorkalibrierten Temperaturdaten werden in einem Speicher oder bei Hochpräzisions-Thermometern, die keinen eingebauten Speicher haben, in einem externen Speicher abgelegt. Durch das Auslesen der Daten aus diesem Speicher kann das Thermometer mit hoher Präzision gemessen werden.

Funktionsweise von Hochpräzisions-Thermometern

Die in der Industrie am häufigsten verwendeten Temperatursensoren sind Thermoelemente und Widerstandsthermometer.

1. Thermoelement-Temperaturfühler

Ein Thermoelement-Temperatursensor ist ein Temperatursensor, der zwei verschiedene Metallleiter miteinander verbindet. Die Temperatur wird genau gemessen, indem die Spannung mit Hilfe des Seebeck-Effekts gemessen wird, bei dem eine Spannung zwischen den Metallen erzeugt wird, wenn ein Temperaturunterschied an den Kontaktpunkten der verschiedenen Metalle auftritt, wodurch eine thermoelektromotorische Kraft entsteht.

Die kompakte Größe des Thermoelements ermöglicht es, Temperaturen auch bei hohen Temperaturen zu messen, und die Ansprechzeit ist sehr schnell. Es wird oft missverstanden, dass nur die Spitze des Thermoelements (wo die verschiedenen Metalldrähte zusammengeklebt sind) der messende Teil ist, aber da die zwischen den verschiedenen Metalldrähten erzeugte elektromotorische Kraft das Messobjekt ist, ist die Temperaturdifferenz einschließlich des Leiterteils wichtig. Die Temperaturtoleranz ist größer als die von Widerstandsthermometern.

2. Temperatursensoren mit Widerstandsthermometer

Temperatursensoren mit Widerstandsthermometer nutzen das Prinzip, dass der elektrische Widerstand eines Metalls mit steigender Temperatur zunimmt. Als Drahtmaterial wird hochreines Platin oder Nickel verwendet.

Im Vergleich zu Thermoelementen können sie nicht bei hohen Temperaturen eingesetzt werden und haben einen engeren Erfassungsbereich. Sie können jedoch Temperaturen mit sehr hoher Genauigkeit im niedrigen bis mittleren Temperaturbereich messen und haben eine hohe Stabilität.

Die allgemeinen Toleranzen von Thermometern sind in Normen festgelegt. Hochpräzisions-Thermometer ähneln im Prinzip den gewöhnlichen Thermometern, verwenden jedoch eine höhere Thermometerklasse und sind kalibriert, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

Weitere Informationen zu Hochpräzisions-Thermometern

1. Messfehler von Hochpräzisions-Thermometern

Auch wenn ein Thermometer noch so streng nach den Spezifikationen kalibriert ist, kann es nicht die richtige Temperatur messen, wenn die Messung nicht für die Umgebung geeignet ist. Typische Fehlerfaktoren sind die folgenden.

Fehlerfaktoren für Widerstandstemperaturmesselemente

• Auswirkungen der Selbsterhitzung durch den Stromfluss
• Auswirkungen von Temperaturschocks aufgrund von Temperaturänderungen des Messobjekts
• Auswirkungen von Vibrationen und Stößen

Weitere Faktoren sind die Auswirkungen anormaler Spannungen und Ströme (z. B. Blitzschlag, Hochspannungsentladungen usw.) und die Auswirkungen eines niedrigen Isolationswiderstands.

2. Fehlerfaktoren von Thermoelementen

Die Fehlerfaktoren für die am häufigsten verwendeten Thermoelemente vom Typ K sind:

Oxidation in einer reduzierenden Atmosphäre
Wenn Thermoelemente vom Typ K in einer reduzierenden Hochtemperaturatmosphäre zwischen 800 und 1000 °C verwendet werden, kann der Messwert um mehrere hundert °C abweichen. Dies liegt daran, dass die Oberflächenoxidschicht des auf der +-Seite des Thermoelementes vom Typ K verwendeten Chromeldrahtes durch die reduzierende Atmosphäre reduziert wird und anschließend zu NiCr2O4 oxidiert. Insbesondere Wasserstoffgas dringt bei hohen Temperaturen in einige Metallschutzrohre ein, sodass es wichtig ist, Mantelmaterialien mit geringer Wasserstoffdurchlässigkeit zu verwenden.

Auswirkung der Zwischentemperatur des Mantels (Shunt-Fehler)
Wenn das Schutzrohr mit einem heißeren Teil als der zu messenden Temperatur in Berührung kommt, wird die Temperatur höher sein als die des zu messenden Teils. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Isolationswiderstand der anorganischen Füllungen im Inneren des Mantels bei Temperaturen über 800 °C abnimmt. Es ist sinnvoll, auf die Installationsmethode zu achten und einen Mantel mit einem größeren Außendurchmesser zu wählen, um den Isolationsabstand zwischen den Litzen zu vergrößern.

Unvermeidliche Fehler bei Thermoelementen des Typs K (Kurzstreckenbestellung)
Wenn Thermoelemente vom Typ K bei Temperaturen zwischen 300 und 550 °C verwendet werden, können sich die EMK-Eigenschaften ändern und Fehler auftreten. Dies ist auf die metallurgische Struktur der Chromel-Legierung zurückzuführen, die die EMK bei Temperaturen zwischen 300 und 550 °C erhöht. Eine Erwärmung über 650 °C stellt die ursprünglichen Eigenschaften wieder her.

Äußere elektrische Einflüsse
Geräusche, die von Generatoren, Motoren usw. erzeugt werden, können Fehler verursachen. Um die Auswirkung des Rauschens zu minimieren, sind geschirmte Ausgleichsleitungen zu verwenden. Werden keine abgeschirmten Ausgleichsleiter verwendet oder wird eine Zweipunkt-Erdung verwendet, kann die Abschirmwirkung verringert werden und stattdessen können induzierte Ströme aufgenommen werden.

Auswirkungen der Nichtverwendung eines Ausgleichsleiters
Thermoelemente messen nicht die Temperatur an der Spitze, sondern die „Temperaturdifferenz“ zwischen der Spitze und dem daran angeschlossenen Leiter, die die elektromotorische Kraft darstellt. Daher ist der Teil des Thermoelements, der mit dem Leiter verbunden ist, der emf-erzeugende Teil. Die Verwendung von Thermoelementdrähten für alle Zwecke ist jedoch kostspielig und der Widerstandswert ist zu hoch, daher werden Ausgleichsleiter verwendet.

Ein Ausgleichsleiter ist ein Leiter, der fast die gleiche Thermospannung hat wie das Thermoelement, mit dem er verbunden ist. Manchmal wird das Prinzip des Thermoelements missverstanden und ein normaler Leiter anstelle eines Ausgleichsleiters verwendet, oder es wird der falsche Leiter eingesetzt.

Hinzu kommt, dass sowohl Widerstandsthermometer als auch Thermoelemente zur Temperaturmessung durch Berührung eingesetzt werden, sodass auf die Art der Berührung und die äußere Umgebungstemperatur geachtet werden muss.