SCHULUNG. Temperaturmesstechnik
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- Tristan Mann
- vor 6 Jahren
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1 Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax bb-sensors.com 1 / 12
2 Inhaltverzeichnis 1. Temperatursensoren Temperatursonden Temperatur Thermometerarten Kennlinien Widerstandssensoren Kennlinien Thermoelemente Kennlinienverlauf Thermoelemente Kennlinienverlauf Pt-Messwiderstände Kennlinienverlauf Thermistoren Grenzabweichungen Pt Grenzabweichungen Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax info@bb-sensors.com bb-sensors.com 2 / 12
3 1. Temperatursensoren Chip-Sensoren Pt100; Pt500; Pt1000 Ni100; Ni500; Ni1000 Gewickelte Keramiksensoren Pt100; Pt500; Pt1000 Ni100; Ni500; Ni1000 Gewickelte Glassensoren Pt100; Pt500; Pt1000 Ni100; Ni500; Ni1000 Thermoelemente, Mantelthermoelemente NiCr-Ni; Fe-CuNi; Cu-CuNi; Pt10%Rh-Pt; Pt13%Rh-Pt Thermopile NTC: 5kΩ; 10kΩ PTC (KTY) KTY81-110; KTY81-210; KTY10-6 NTC 5kΩ; 10kΩ LM LM235; LM335 Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax bb-sensors.com 3 / 12
4 2. Temperatursonden Heizung, Klima, Kälte, Solar Lebensmittel Medizin Biologie Maschinenbau Anlagenbau Umweltschutz Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax bb-sensors.com 4 / 12
5 3. Temperatur Was ist Temperatur? Die Temperatur ist eine Grundgröße zur Bestimmung des (thermo-dynamischen) Zustandes eines Systems. Sie zeigt sich zunächst nur über die Empfindung Wärme. Durch berühren eines Gegenstandes spürt man warm oder kalt. Temperatur lässt sich nur an einer Wirkung darstellen. Die Temperatur wird durch Wärmeleitung, Konvektion oder Strahlung zwischen Medien ausgetauscht. Temperaturskalen Temperaturskalen werden in Kelvin oder Celsius angelegt. Die Kelvinskala beginnt beim absoluten Nullpunkt. 1 Kelvin K ist der 273,16te Teil der Tripelpunkttemperatur des Wassers. Die Kelvintemperatur wird mit T (oder Θ) bezeichnet. Auch die Einheit der Temperaturdifferenz lautet Kelvin. Die Celsiusskala beginnt beim Eispunkt des Wassers. Ihr Nullpunkt liegt bei 273,15 K über dem absoluten Nullpunkt und 0,01 K unter dem Tripelpunkt des Wassers. Die Einheit ist C und ist gleich groß wie das K. Die Celsiustemperatur wird mit t (oder ) bezeichnet. Es gilt: t( C) = T(K) 273,15 In angelsächsischen Ländern gelten teilweise noch Rankine- und Fahrenheitskala, hier gilt: t( C) = 5/9 (t( F) 32) bzw. t( F) = 9/5 t( C) + 32 T(K) = 5/9 T( R) bzw. T( R) = 9/5 T(K) Fixpunkte des Wassers Eispunkt des Wassers: Ist das Gleichgewicht zwischen zwei Phasen, fest und flüssig, bei einem Umgebungsdruck p0 = 1,013 bar. Der Eispunkt ist 0,00 C. Tripelpunkt des Wassers: Bei diesem Fixpunkt (+0,0100 C) herrscht Gleichgewicht zwischen drei Phasen, fest, flüssig, gasförmig, und ist vom barometrischen Druck unabhängig. Siedepunkt des Wassers: Ist die Gleichgewichtstemperatur von Wasser und Dampf bei Normalluftdruck p0 = 1,013 bar. Sie ist +100 C. Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax info@bb-sensors.com bb-sensors.com 5 / 12
6 4. Thermometerarten Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax bb-sensors.com 6 / 12
7 5. Kennlinien Widerstandssensoren Pt100 Pt500 Pt1000 Ni1000 Ni1000 Tk5000 C mv ,31 401,55 803,10 743,00 790, , ,00 515, ,00 520, ,27 421,35 842,70 791,00 830, , ,00 567, ,00 573, ,22 441,10 882,20 842,00 871, , ,00 624, ,00 630, ,16 460,80 921,60 893,00 913, , ,00 684, ,00 690, ,09 480,45 960,90 946,00 956, , ,00 747, ,00 795, ,00 500, , , , , ,00 815, ,00 823, ,90 519, , , , , ,00 886, ,00 895, , ,79 538, , , , , ,00 961, ,00 971, , ,74 548, , , , , , , , , , ,67 558, , , , , , , , , , ,54 577, , , , , , , , , , ,40 597, , , , , , , , , , ,24 616, , , , , , , , , , ,07 635, , , ,14 875, , , , , , ,89 654, , , ,12 628, , , , , , ,70 673, , , ,39 458,06 920, , , , , ,50 692, , , ,00 339,32 680, , , , , ,29 711, , , ,98 255,03 510, , , , , ,06 730, , , ,36 194,30 390, , , , , ,82 749, , , ,18 149,91 300, , , , ,58 767, , , ,47 117,04 230, , , , ,31 786, , , ,26 92,39 180, , , , ,84 879, , , ,07 970, , , , , , , , , , ,97 NTC 5 kω NTC 10 kω KTY KTY KTY L M Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax info@bb-sensors.com bb-sensors.com 7 / 12
8 6. Kennlinien Thermoelemente Typ U Typ T Typ L Typ J Typ E Typ K Typ N Typ S Typ R Typ B Typ C Typ D C mv ,400-3,378-4,750-4,632-5,237-3,553-2, ,850-1,819-2,510-2,431-2,787-1,889-1, ,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0, ,050 2,035 2,650 2,585 3,047 2,022 1,339 0,299 0,296 0,002 0,117 0, ,250 4,277 5,370 5,268 6,317 4,095 2,774 0,645 0,647 0,033 0,334 1, ,620 6,702 8,150 8,008 9,787 6,137 4,301 1,029 1,041 0,092 0,642 1, ,200 9,286 10,950 10,777 13,419 8,137 5,912 1,440 1,468 0,178 1,036 2, ,980 12,011 13,750 13,553 17,178 10,151 7,596 1,873 1,923 0,291 1,509 3, ,900 14,860 16,560 16,325 21,033 12,207 9,340 2,323 2,400 0,431 2,055 4, ,920 17,816 19,360 19,089 24,961 14,292 11,135 2,786 2,896 0,596 2,666 5, ,000 20,869 22,160 21,846 28,943 16,395 12,972 3,260 3,407 0,786 3,339 6, ,150 25,000 24,607 32,960 18,513 14,844 3,743 3,933 1,002 4,066 7, ,410 27,850 27,388 36,999 20,640 16,744 4,234 4,471 1,241 4,844 8, ,800 30,750 30,210 41,045 22,772 18,668 4,732 5,021 1,505 5,666 9, ,310 33,670 33,096 45,085 24,902 20,609 5,237 5,582 1,791 6,529 10, ,640 36,066 49,109 27,022 22,564 5,751 6,155 2,100 7,427 11, ,720 39,130 53,110 29,128 24,526 6,274 6,741 2,430 8,357 12, ,920 42,283 57,083 31,214 26,491 6,805 7,339 2,782 9,315 13, ,220 45,498 61,022 33,277 28,456 7,345 7,949 3,154 10,296 14, ,630 64,924 35,314 30,417 7,892 8,570 3,546 11,297 15, ,140 51,875 68,783 37,325 32,370 8,448 9,203 3,957 12,315 16, ,593 39,310 34,315 9,012 9,848 4,386 13,347 17, ,942 76,358 41,269 36,248 9,585 10,503 4,833 14,389 18, ,202 38,169 10,165 11,170 5,297 15,439 19, ,777 45,108 40,076 10,754 11,846 5,777 16,493 20, ,985 41,966 11,348 12,532 6,273 17,550 21, ,828 43,836 11,947 13,224 6,783 18,607 22, ,633 45,682 12,550 13,922 7,308 19,662 23, ,502 13,155 14,624 7,845 20,713 24, ,761 15,329 8,393 21,757 24, ,368 16,035 8,952 22,793 25, ,973 16,741 9,519 23,819 26, ,445 10,094 24,833 27, ,674 25,834 28, ,257 26,821 29,448 Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax info@bb-sensors.com bb-sensors.com 8 / 12
9 7. Kennlinienverlauf Thermoelemente 8. Kennlinienverlauf Pt-Messwiderstände Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax bb-sensors.com 9 / 12
10 9. Kennlinienverlauf Thermistoren 10. Grenzabweichungen Pt100 Grundwerte Zusammenhang zwischen Temperatur und elektrischem Widerstand: - Für -200 C 0 C: Rt = R0 [1 + At + Bt² + C (t C) t³] - Für 0 C +850 C: Rt = R0 (1 + At + Bt²) Folgende Konstanten gelten in diesen Gleichungen: A = 3,9083 x 10-3 C -1 B = -5,775 x 10-7 C -2 C = -4,183 x C -4 Der Temperaturkoeffizient α ist definiert als: α = (R100 R0) / (100 x R0) = und hat den Zahlenwert 0, C-1 wobei: R100 der Widerstand bei 100 C und R0 der Widerstand bei 0 C ist. Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax info@bb-sensors.com bb-sensors.com 10 / 12
11 Grenzabweichung als Funktion der Temperatur für Ω - Thermometer Grenzabweichungen für 100 Ω - Thermometer C Grenzabweichungen Klasse A Klasse B C Ω C Ω -200 ± 0,55 ± 0,24 ± 1,3 ± 0, ± 0,35 ± 0,14 ± 0,8 ± 0,32 0 ± 0,15 ± 0,06 ± 0,3 ± 0, ± 0,35 ± 0,13 ± 0,8 ± 0, ± 0,55 ± 0,20 ± 1,3 ± 0, ± 0,75 ± 0,27 ± 1,8 ± 0, ± 0,95 ± 0,33 ± 2,3 ± 0, ± 1,15 ± 0,38 ± 2,8 ± 0, ± 1,35 ± 0,43 ± 3,3 ± 1, ± 1,45 ± 0,46 ± 3,6 ± 1, ± 3,8 ± 1, ± 4,3 ± 1, ± 4,6 ± 1,34 Klasse Grenzabweichung in C A 0,15 + 0,002 x I t I B 0,3 + 0,005 x I t I I t I ist der Zahlenwert der Temperatur in C ohne Berücksichtigung des Vorzeichens Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax info@bb-sensors.com bb-sensors.com 11 / 12
12 11. Grenzabweichungen Klassen der Grenzabweichungen für Thermopaare (Vergleichsstellen-Temperatur 0 C) Typ Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Typ T Temperaturbereich -40 C +125 C -40 C +133 C -67 C +40 C Grenzabweichung ± 0,5 C ± 1 C ± 1 C Temperaturbereich +125 C +350 C +133 C +350 C -200 C -67 C Grenzabweichung ± 0,004 x I t I ± 0,0075 x I t I ± 0,015 x I t I Typ E Temperaturbereich -40 C +375 C -40 C +333 C -167 C +40 C Grenzabweichung ± 1,5 C ± 2,5 C ± 2,5 C Temperaturbereich +375 C +800 C +333 C +900 C -200 C -167 C Grenzabweichung ± 0,004 x I t I ± 0,0075 x I t I ± 0,015 x I t I Typ J Temperaturbereich -40 C +375 C -40 C +333 C - Grenzabweichung ± 1,5 C ± 2,5 C - Temperaturbereich +375 C +750 C +333 C +750 C - Grenzabweichung ± 0,004 x I t I ± 0,0075 x I t I - Typ K, Typ N Temperaturbereich -40 C +375 C -40 C +333 C -167 C +40 C Grenzabweichung ± 1,5 C ± 2,5 C ± 2,5 C Temperaturbereich +375 C C +333 C C +200 C -167 C Grenzabweichung ± 0,004 x I t I ± 0,0075 x I t I ± 0,015 x I t I Typ R, Typ S Temperaturbereich 0 C C 0 C +600 C - Grenzabweichung ± 1 C ± 1,5 C - Temperaturbereich C C +600 C C - Grenzabweichung ± [1 + 0,003 (t 1100)] C ± 0,0025 x I t I - Typ B Temperaturbereich C +800 C Grenzabweichung - - ± 4 C Temperaturbereich C C +800 C C Grenzabweichung - ± 0,0025 x I t I ± 0,005 x I t I Thermopaare und Thermodrähte werden üblicherweise so geliefert, dass die Grenzabweichungen nach nebenstehender Tabelle für den Temperaturbereich oberhalb 40 C eingehalten werden. Die Abweichungen für Thermopaare des gleichen Materials können bei Temperaturen unterhalb 40 C größer sein als die in Klasse 3 festgelegten Grenzabweichungen. Wenn Thermopaare benötigt werden, die die Grenzabweichungen nach den Klassen 1, 2 und/oder 3 einhalten sollen, muss dies vom Besteller angegeben werden, wobei üblicher- weise eine spezielle Selektion des Materials notwendig ist. Technische Änderungen vorbehalten Fon Fax info@bb-sensors.com bb-sensors.com 12 / 12
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