Thermoelement - Funktionsweise, Aufbau, Zeichnung Anschlussleitungen

Temperatur als Messgröße

Die Temperatur ist bei vielen Vorgängen in der Natur, Forschung und Produktion ein wichtiger und zu berück­sichtigender Faktor. Sie ist eine thermodynamische Zustandsgröße, die den Wärmezustand eines Stoffes kennzeichnet. Die Festigkeit eines Stoffes ändert sich mit der Temperatur. Deshalb muss das Verhalten der Stoffe bei verschiedenen Temperaturen geprüft werden. Um den Temperaturwert erfassen zu können, bedient man sich definierter Größen, die erfahrungsgemäß immer bei der gleichen Temperatur ablaufen. Als feste Größe kann man hier z.B. den Eispunkt und den Siedepunkt des Wassers heranziehen.

Wie funktioniert ein Thermoelement? - Temperaturmessung mit Thermoelementen

Zur Temperaturmessung mit Thermoelementen bzw. Mantelthermoelementen werden die temperaturabhängigen Eigenschaften von Stoffen herangezogen, z.B. die Wärmeausdehnung (Ausdehnungsthermometer), die Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes von metallischen Leitern (elektrische Thermometer), die elektromotorische Kraft (Thermoelement) usw.. Eine Temperaturmesseinrichtung mit einem Thermoelement als Messwertgeber besteht in der Regel aus dem Thermoelement mit einer Messstelle, einer Verlängerungsleitung, einer Vergleichsstelle mit bekannter bzw. konstanter Temperatur und einem Spannungs­messgerät.

Ein Thermoelement wandelt Wärme in elektrische Energie um. Ein Thermoelement bzw. Mantelthermoelement besteht aus zwei unterschiedlichen metallischen Leitern, die an einem Ende miteinander verbunden sind. Eine Temperaturdifferenz erzeugt einen Wärmefluss und eine Thermospannung.

Die Höhe der vom Thermopaar erzeugten elektromotorischen Kraft (EMK) ist von der Differenz der Messtemperatur und der Temperatur der sogenannten freien Enden der Thermoschenkel, die sich im Anschlusskopf befinden, abhängig. Der Anschlusskopf befindet sich in den meisten Betriebsfällen relativ nahe an der Messstelle und ist somit meist Tem­pe­ra­tur­schwankungen ausgesetzt. Man benötigt hier eine Verbindungsleitung zwischen dem Thermoelement und der Vergleichs­stelle, die die gleiche thermoelektrischen Eigenschaften hat wie das Thermo­ele­ment selbst. Dieses Bindeglied ist die Ausgleichsleitung bzw. Thermoleitung.

Werkstoffe für Anschlussleitungen

Wir unterscheiden zwischen Originalwerkstoffen und Ersatzwerkstoffen. Leitungen aus Originalwerkstoffen werden als Thermoleitung oder Thermoelementenleitung bezeichnet; Leitermaterialien aus Ersatzwerkstoffen als Ausgleichsleitung.

Möchten Sie mehr über die Typen von Anschlussleitungen erfahren, dann klicken Sie auf folgende Verlinkungen:

Mantel-Thermoelemente - Grundlegende Arten und Bauformen

Thermoelemente gibt es in unterschiedlichen Ausführungen bzw. Bauarten. In der folgenden Übersicht finden Sie grundlegende Arten von Mantel-Thermoelementen, die je nach Einsatzzweck häufig eingesetzt werden.

Weitere technische Informationen der unterschiedlichen Thermoelementen-Typen finden Sie in der folgenden Übersicht:

 

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