Thermoelement


Es dient speziell zur Temperaturmessung in industriellen Prozessen, um auch bei hohen Temperaturen sowie rauen Umgebungsbedingungen einen genauen Messwert zu erhalten.

Es besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen, die an einem Ende miteinander verbundenen (verschweißt) sind. Durch den so genannten Seebeck Effekt wird bei einer Temperaturdifferenz entlang der Leiter eine Spannung erzeugt, welche als Messgröße dient. Diese Thermospannungen werden mit empfindlichen Millivoltmetern gemessen, welche im das Leiterkreis eingebaut sind.

Bei der Messung mit Thermoelementen ist zu beachten, dass hierbei aus Prinzip immer eine Differenzmessung stattfindet zwischen der Temperatur am Thermoelementkopf (der Schweiß- oder Lötstelle) und dem Übergabepunkt (Anschlussstelle des Messinstrumentes auch VergleichssteIle genannt) von Thermo- oder Ausgleichsleitung auf die Anschlussleitung (Kupfer) bzw. den Stecker. Die Thermospannung ergibt sich somit als Folge der Temperaturdifferenz zwischen der heißen Lötstelle und dem kalten Ende des Elementes (Vergleichsstelle) (Bild 1).

Daher muss an der Vergleichsstelle die Temperatur ebenfalls erfasst werden. Da das Messinstrument oft nicht unmittelbar an der Vergleichsstelle (am kalten Ende) eingebaut werden kann, werden die Elemente durch besondere Ausgleichsleitungen bis zu einer Vergleichstelle (Zone bekannter und konstanter Temperatur) verlängert.

Ausgleichsleitungen besitzen bis zu einer Temperatur von 200 °C die gleichen thermoelektrischen Eigenschaften wie das Thermoelement selbst, so dass keine zusätzliche Spannung erzeugt wird. Aus der Vielzahl der möglichen Thermopaare wurden bestimmte Materialkombinationen ausgesucht und als genormte Thermopaare in der DIN EN60584-1 bzw. der IEC 584-1 festgelegt. Zur korrekten Messung mit Thermoelementen müssen diese mit der richtigen Ausgleichsleitung angeschlossen werden.

Bild 2
zeigt die internationale Farbkodierung für Ausgleichsleitungen und stellt außerdem die gebräuchlichsten Thermopaare dar.

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