Auswahl des geeigneten Temperaturfühlers: Unterschied zwischen den Versionen
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== Abstract == | == Abstract == | ||
Die Kriterien zur Auswahl des für die jeweilige Messaufgabe geeigneten Temperatursenors werden dargestellt. | |||
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Welche Art von Temperaturfühler für die jeweilige Messanwendung die Geeigneteste ist, hängt von der Messaufgabe ab. Heutzutage stehen in der Regel Thermoelement, Widerstandsthermometer und Strahlungsthermometer zur Auswahl. Als grundsätzliche Regel ist festzuhalten: | Welche Art von Temperaturfühler für die jeweilige Messanwendung die Geeigneteste ist, hängt von der Messaufgabe ab. Heutzutage stehen in der Regel Thermoelement, Widerstandsthermometer und Strahlungsthermometer zur Auswahl. Als grundsätzliche Regel ist festzuhalten: | ||
* Thermoelementfühler sind sehr schnell und haben einen großen Messbereich | * [[Berührende Temperaturmessung#Thermoelemente|Thermoelementfühler]] sind sehr schnell und haben einen großen Messbereich. | ||
* Widerstandsfühler sind langsamer aber genauer | * [[Berührende Temperaturmessung#Widerstandsthermometer|Widerstandsfühler]] sind langsamer aber genauer. | ||
* NTC- Fühler sind schnell, genau, haben aber einen eingeschränkten Messbereich | * NTC- Fühler sind schnell, genau, haben aber einen eingeschränkten Messbereich. | ||
* Infrarotfühler berühren das Messobjekt nicht, haben sehr kleine Zeitkonstanten, sind aber vom Emissionsgrad abhängig (für absolut richtige Werte von Bedeutung) | * [[Berührungslose Temperaturmessung#Infrarotthermometer|Infrarotfühler]] berühren das Messobjekt nicht, haben sehr kleine Zeitkonstanten, sind aber vom Emissionsgrad abhängig (für absolut richtige Werte von Bedeutung). | ||
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* Beständigkeit | * Beständigkeit | ||
Einen Überblick über den Messbereich der verschiedenen Kontakfühler gibt die Abbildung. Hieraus geht deutlich hervor, dass für die Messaufgaben im Bereich der Denkmalerhaltung und Kulturgüterschutz NTC- Fühler in den meisten Fällen ausreichend sind. | <!--Einen Überblick über den Messbereich der verschiedenen Kontakfühler gibt die Abbildung. Hieraus geht deutlich hervor, dass für die Messaufgaben im Bereich der Denkmalerhaltung und Kulturgüterschutz NTC- Fühler in den meisten Fällen ausreichend sind.--> | ||
== Zeitverhalten == | == Zeitverhalten == | ||
Eine wichtige Kenngröße bei der Temperaturmessung ist das dynamische Übertragungsverhalten der Sensoren. Einfach ausgedrückt: Wie lange dauert es, bis ein Sensor bei einem Temperaturwechsel die richtige Temperatur anzeigt. Definiert werden hier die beiden Größen T<sub>0.5 </sub>und T<sub>0.9</sub> nach DIN 16160, d. h. die Zeit, die der Messfühler braucht um bei einer T-Veränderung 50% bzw. 90% des zu messenden Wertes zu erreichen. | Eine wichtige Kenngröße bei der Temperaturmessung ist das dynamische Übertragungsverhalten der Sensoren <bib id="Bernhard:2003"/>. Einfach ausgedrückt: Wie lange dauert es, bis ein Sensor bei einem Temperaturwechsel die richtige Temperatur anzeigt. Definiert werden hier die beiden Größen T<sub>0.5 </sub>und T<sub>0.9</sub> nach DIN 16160, d. h. die Zeit, die der Messfühler braucht um bei einer T-Veränderung 50% bzw. 90% des zu messenden Wertes zu erreichen. | ||
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|+''Tabelle 1: Zeitverhalten für PT-Messelemente'' | |||
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| bgcolor="# | |bgcolor = "#F0F0F0" | '''Response Time''' | ||
| bgcolor="# | |bgcolor = "#F0F0F0" | '''in Air''' (v = 1 m/s) | ||
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== Messung von Oberflächentemperaturen == | == Messung von Oberflächentemperaturen == | ||
Bei der Ermittlung von Oberflächentemperaturen von Gebäudeteilen taucht das Problem auf, dass der Messfühler einen möglichst innigen Kontakt zu der zu erfassenden Oberfläche haben muss, was üblicherweise bei Putzen und anderen mineralischen Baustoffen nur sehr schlecht möglich ist. Zudem entzieht dieser Kopf der zu messenden Umgebung um so mehr Wärme, je massiver er ist und kann somit das Messergebnis | Bei der Ermittlung von Oberflächentemperaturen von Gebäudeteilen taucht das Problem auf, dass der Messfühler einen möglichst innigen Kontakt zu der zu erfassenden Oberfläche haben muss, was üblicherweise bei Putzen und anderen mineralischen Baustoffen nur sehr schlecht möglich ist. Zudem entzieht dieser Kopf der zu messenden Umgebung um so mehr Wärme, je massiver er ist und kann somit das Messergebnis verfälschen. Da auch hier eine gewisse Zeit bis zur Angleichung verstreichen muss, hat es sich bewährt, kleinflächige Messfühler anzukleben und diese dann nach dem Abbinden mit einem Handgerät abzufragen. Diese Fühler mit einer Oberfläche von einem knappen Quadratzentimeter sind klein genug, um in fast allen Fällen die durch die Verklebung mögliche Schädigung der Oberfläche tolerieren zu können. | ||
Thermoelementfühler sind schnell und haben einen großen Messbereich. Widerstands- und NTC-Fühler sind langsamer aber genauer. | Thermoelementfühler sind schnell und haben einen großen Messbereich. Widerstands- und NTC-Fühler sind langsamer aber genauer. | ||
Durch den berühungslosen Messvorgang mit einem Infrarotthermometer wird dem Objekt keine Wärme entzogen, so dass diese Art einer möglichen Verfälschung entfällt. | Durch den berühungslosen Messvorgang mit einem Infrarotthermometer wird dem Objekt keine Wärme entzogen, so dass diese Art einer möglichen Verfälschung entfällt. | ||
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Aktuelle Version vom 28. Februar 2012, 11:11 Uhr
Autor: Hans-Jürgen Schwarz
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Abstract
Die Kriterien zur Auswahl des für die jeweilige Messaufgabe geeigneten Temperatursenors werden dargestellt.
Einleitung
Welche Art von Temperaturfühler für die jeweilige Messanwendung die Geeigneteste ist, hängt von der Messaufgabe ab. Heutzutage stehen in der Regel Thermoelement, Widerstandsthermometer und Strahlungsthermometer zur Auswahl. Als grundsätzliche Regel ist festzuhalten:
- Thermoelementfühler sind sehr schnell und haben einen großen Messbereich.
- Widerstandsfühler sind langsamer aber genauer.
- NTC- Fühler sind schnell, genau, haben aber einen eingeschränkten Messbereich.
- Infrarotfühler berühren das Messobjekt nicht, haben sehr kleine Zeitkonstanten, sind aber vom Emissionsgrad abhängig (für absolut richtige Werte von Bedeutung).
Die Auswahl des Temperatursensors erfolgt nach folgenden Kriterien:
- Messbereich
- Genauigkeit
- Messort-Bauform
- Ansprechzeit
- Beständigkeit
Zeitverhalten
Eine wichtige Kenngröße bei der Temperaturmessung ist das dynamische Übertragungsverhalten der Sensoren [Bernhard:2003]Titel: Technische Temperaturmessung. Physikalische und messtechnische Grundlagen, Sensoren und Messverfahren, Messfehler und Kalibrierung
. Einfach ausgedrückt: Wie lange dauert es, bis ein Sensor bei einem Temperaturwechsel die richtige Temperatur anzeigt. Definiert werden hier die beiden Größen T0.5 und T0.9 nach DIN 16160, d. h. die Zeit, die der Messfühler braucht um bei einer T-Veränderung 50% bzw. 90% des zu messenden Wertes zu erreichen.
| Response Time | in Air (v = 1 m/s) | in Water (v = 0,4 m/s) |
| M-FR 828 | t0.5 = 12.3 s; t0.9 = 39.5 s | t0.5 = 0.9 s; t0.9 = 2.7 s |
| M-FR 845 | t0.5 = 24.8 s; t0.9 = 78.8 s | t0.5 = 1.5 s; t0.9 = 4.6 s |
Messung von Oberflächentemperaturen
Bei der Ermittlung von Oberflächentemperaturen von Gebäudeteilen taucht das Problem auf, dass der Messfühler einen möglichst innigen Kontakt zu der zu erfassenden Oberfläche haben muss, was üblicherweise bei Putzen und anderen mineralischen Baustoffen nur sehr schlecht möglich ist. Zudem entzieht dieser Kopf der zu messenden Umgebung um so mehr Wärme, je massiver er ist und kann somit das Messergebnis verfälschen. Da auch hier eine gewisse Zeit bis zur Angleichung verstreichen muss, hat es sich bewährt, kleinflächige Messfühler anzukleben und diese dann nach dem Abbinden mit einem Handgerät abzufragen. Diese Fühler mit einer Oberfläche von einem knappen Quadratzentimeter sind klein genug, um in fast allen Fällen die durch die Verklebung mögliche Schädigung der Oberfläche tolerieren zu können. Thermoelementfühler sind schnell und haben einen großen Messbereich. Widerstands- und NTC-Fühler sind langsamer aber genauer.
Durch den berühungslosen Messvorgang mit einem Infrarotthermometer wird dem Objekt keine Wärme entzogen, so dass diese Art einer möglichen Verfälschung entfällt.
Literatur
| [Bernhard:2003] | Bernhard, Frank (Hrsg.) (2003): Technische Temperaturmessung. Physikalische und messtechnische Grundlagen, Sensoren und Messverfahren, Messfehler und Kalibrierung, Springer, Berlin | |