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Lexikon

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Thermoelemente

Ein Thermoelement ist ein Bauteil das aus zwei unterschiedlichen Metallen besteht. Diese Metalle sind meist unterschiedlich dotierte Halbleiter. Wenn man diese Metalle miteinander verbindet entsteht eine Spannung. Diese Spannung, die als Messgröße dient, ist abhängig von den eingesetzten Metallen sowie von der Änderung der Temperatur zwischen den Leitern.Thermoelemente

Typ K Thermoelement (NiCr-Ni)

Gehört zu den Unedelmetall-Thermopaaren. Wird häufig für Anwendungen bei Temperaturen über 500°C verwendet. Definierter Temperaturbereich von -270°C bis +1372°C.Thermoelemente

Typ J Thermoelement (Fe-CuNi)

Gehört aufgrund seiner geringen Materialkosten zu den am häufigsten verwendeten Thermoelementen. Definierter Temperaturbereich von -50°C bis 760 °C. Thermoelemente

Widerstandsthermometer

Ein Widerstandsthermometer ist ein elektrisches Bauteil welches die Temperaturabhängigkeit eines elektrischen Widerstandes von Leitern zur Messung der Temperatur ausnutzt. Metalle haben eine hohe und mit abnehmender Temperatur steigende elektrische Leitfähigkeit, wobei reine Metalle stärkere Widerstandsänderungen als Legierungen haben. Daher verwendet man für präzise Messungen meist Edelmetalle wie Platin.Widerstandsthermometer

Halbleiter-Sensoren

Auch bei Halbleitermaterialien lässt sich die Temperaturabhängigkeit eines elektrischen Widerstands zur Messung der Temperatur ausnutzen. Halbleiter weisen eine geringere Präzision auf, aber können für sehr viel höhere Temperaturkoeffizienten und somit viel höhere Empfindlichkeiten als Metalle eingesetzt werden. Bei den Halbleiter-Sensoren unterscheidet man Kaltleiter (PTC-Widerstände) und Heißleiter (NTC-Widerstände).Halbleiter-Sensoren

PTC-Widerstand

Bei Metallen sind die freien Elektronen bei niedrigen Temperaturen beweglicher als bei höheren Temperaturen da mit zunehmender Temperatur die Atome stärker schwingen und so den Elektronen eine größeren Widerstand entgegensetzen. Somit leiten Metalle bei niedrigeren Temperaturen besser als bei höheren. Dieses Prinzip verwendet der PTC-Widerstand, jedoch werden keine reinen Metalle, sondern Metalloxide mit ähnlichen Eigenschaften verwendet. Die Kennlinie des PTC-Widerstands verläuft in Abhängigkeit zur Temperatur nach oben und ist proportional zur Temperatur.PTC-Widerstände

NTC-Widerstand

NTC-Widerstände werden aus Halbleiter-Werkstoffen mit negativem Temperaturbeiwert wie z.B. Magnesium- und Titanoxid gefertigt. Durch Energiezufuhr erhöht sich die Eigenleitfähigkeit von Halbleiterwerkstoffen, somit haben diese einen negativen Temperaturbeiwert und der Widerstandswert nimmt mit steigender Wärme ab. Diesen Effekt nutzt der NTC-Widerstand. Die Kennlinie des PTC-Widerstands verläuft in Abhängigkeit zur Temperatur nach unten und ist proportional zur Temperatur.NTC-Widerstände

Anschlusstechniken Temperatursensoren

Bei der Temperaturmessung ist es wichtig, die Meßspannung durch die Anschlussleitung möglichst unverfälscht zur Auswertung zu übertragen. Daher verwendet man in der Praxis die folgenden gängigen Anschlusstechniken:

Zweileitertechnik

Bei der Zweileitertechnik werden Temperatursensor und Auswerteelektronik mit einer zweiadrigen Leitung verbunden. Diese Leitung hat einen parallel zum Sensor geschalteten bestimmten Widerstand, welcher dass Messergebnis abfälscht. Um diesen Effekt auszugleichen, wird bei der Zweileitertechnik meist ein Leistungsabgleich durch Abwickeln eines eingeeichten Vorwiderstandes vorgenommen.

Dreileitertechnik

Bei der Dreileitertechnik wird zusätzlich ein dritter Leiter mit den gleichen elektrischen Eigenschaften der beiden anderen Leitungen zu einem Anschlussdraht des Sensors geführt. Durch diesen Leiter kann der Widerstand der Leitung ohne Temperatursensor dargestellt werden. Durch eine Brückeneingangsschaltung kann der Widerstandswert der Leitung von der des Sensors abgezogen werden. Somit entfällt der bei der Zweileiterschaltung verwendete Leitungsabgleich.

Vierleitertechnik

Bei der Vierleitertechnik werden je zwei Leiter mit den Sensoranschlußdrähten verbunden wodurch zwei getrennte Messkreise entstehen (1 Messkreis zur Stromversorgung, 1 Messkreis zur Messung des Stromabfalls). So entsteht eine von den Zuleitungen unabhängige Widerstandmessung des Temperatursensors und somit ist ein eventuell gemessener Spannungsabfall unabhängig von den Eigenschaften der Zuleitung.

Temperaturregler

Ein Temperaturfühler ermöglicht es, mit Hilfe eines Temperaturfühlers/Temperatursensors die tatsächliche Temperatur zu erfassen, diese mit einem festen Sollwert zu vergleichen und bei Bedarf dann diesen Wert auf den gewünschten Sollwert einzustellen. Dies geschieht durch ein integriertes Stellglied. Die bekannteste Form eines Temperaturreglers ist der Thermostat.Temperaturregler

PT100

PTC-100/500/1000 Sensoren gehören zu den Widerstandsthermometern der Kaltleiter (PTC). Die Temperaturmessung erfolgt durch die Widerstandsänderung von Platin unter Temperatureinfluss. Als Widerstandsthermometer ist das PT100 genauer als z.B. Thermoelemente

Außenfühler/Aussentemperaturfühler

Ein Außenfühler ist ein Temperaturfühler der aufgrund seines robusten und wasserdichten Gehäuses vielseitig im Außenbereich eingesetzt werden kann. Die Außenfühler gibt es in verschiedenen Gehäuseformen mit allen gängigen Temperatursensoren (z.B.: PT100/PT1000/Ni1000/KTY).Außenfühler/Außentemperaturfühler

Raumfühler/Innenraumfühler

Innenraumfühler werden in den unterschiedlichsten Bauformen als Temperaturfühler in geschlossenen Räumen eingesetzt. Die Innenraumfühler gibt es in den verschiedensten Gehäuseformen mit allen gängigen Temperatursensoren (z.B.: PT100/PT1000/Ni1000/KTY).Raumfühler

Kanalfühler

Ein Kanalfühler ist ein Temperaturfühler der hauptsächlich im Heizungsbau und der Klimatechnik zur Temperaturmessung in Behältern, Kanälen etc. eingesetzt wird.Kanalfühler

Schutzarten

Unter Schutzart versteht man die Eignung von elektrischen Betriebsmitteln (z.B. Geräte, Werkzeuge etc.) für verschiedene Umgebungsbedingungen (Feuchtigkeit, Staub etc.). Gängige Schutzarten sind:

IP54

Schutz gegen schädliche Staubablagerungen (Staub darf nicht in solchen Mengen eindringen, das die Funktion beeinträchtigt wird).

Schutz gegen Spritzwasser (Wasser das aus den verschiedenen Richtung gegen das Betriebsmittel spritzt, darf keine schädliche Wirkung haben).

IP64

Betriebsmittel ist vollständig gegen Staubeintritt geschützt.

Schutz gegen Spritzwasser (Wasser das aus den verschiedenen Richtung gegen das Betriebsmittel spritzt, darf keine schädliche Wirkung haben).

IP65

Betriebsmittel ist vollständig gegen Staubeintritt geschützt.

Schutz gegen Strahlwasser (Wasserstrahl der aus den verschiedenen Richtungen auf das Betriebsmittel auftritt, darf keine schädliche Wirkung haben).

Energieeffizienz

Energieeffizienz bezeichnet einen nötigen Aufwand an Energie zur Erreichen eines vorher definierten Nutzens. Anwendung findet das Thema bei der Einsparung von Energie und der Reduzierung von Betriebskosten. Tipps zum Einsparen von Energiekosten.