Was ist ein Thermoelement?
Thermoelemente sind sehr einfache und langlebige Temperatursensoren. Sie bestehen aus zwei verschiedenen Materialien, die an einem Ende verbunden und am anderen getrennt sind. Die getrennten Enden gelten als Ausgang und erzeugen eine Spannung, die proportional zur gemessenen oder überwachten Wärme ist. Das heißt, je heißer die Temperatur ist, desto höher ist die Spannung. Die Tatsache, dass zwei Metalle Spannung erzeugen, wird als Seebeck-Effekt bezeichnet. Zwei übliche Anwendungen von Thermoelementen sind das Messen der Raumtemperatur und das Überwachen des Vorhandenseins einer Pilotlampe.
Thermoelemente werden mit unterschiedlichen Materialpaarungen geliefert, die ein sehr breites Anwendungsspektrum ermöglichen. Die verschiedenen Zusammensetzungen sind in Thermoelementtypen standardisiert. Die verschiedenen Typen erhalten branchenweit einheitliche Buchstabenbezeichnungen. Auf diese Weise kann der Verbraucher ein Thermoelement-Lesegerät vom Typ "J" von einem Hersteller und Thermoelemente vom Typ "J" von einem anderen Hersteller erwerben und ein funktionsfähiges System zusammenstellen. Der Hersteller von Thermoelementen stellt Tabellen zur Verfügung, in denen der beste Thermoelementtyp für einen bestimmten Temperaturbereich angegeben ist. Der Hersteller liefert auch Daten zur Temperatur- und Spannungsbeziehung für jeden Thermoelementtyp.
Thermoelemente sind einfach zu bedienen und erfordern keine Batterien oder ausgefallene Elektronik. Die erzeugten Spannungssignale sind jedoch sehr klein, sodass möglicherweise ein Verstärker erforderlich ist, wenn Sie die Temperaturen in einen Computer einlesen möchten. Die Spannungsbeziehung mit der Temperatur ist nicht immer eine einfache lineare Beziehung, so dass möglicherweise eine Nachschlagetabelle erforderlich ist, um die Spannungsablesungen in Temperaturablesungen umzuwandeln. Diese Informationen sind beim Hersteller des Thermoelements erhältlich. Die meisten Hersteller von Thermoelementen stellen auch Geräte her, die die Spannungen in "technische" Einheiten umwandeln. Dies vereinfacht die Implementierung eines auf Thermoelementen basierenden Temperaturerfassungssystems.
Die Einfachheit des Thermoelements kann jedoch täuschen. Viele Faktoren können die Genauigkeit des Systems beeinflussen. Bei der Terminierung des Thermoelements am Messgerät ist darauf zu achten, dass an dieser Stelle keine Fehler auftreten. Die Spannung an den Thermoelementanschlüssen ist proportional zur Temperatur der Verbindungsstelle. Wenn Sie ein Thermoelement verwenden, ist es sehr wichtig, dass die Verbindungsstelle des Thermoelements in sehr engem Kontakt mit dem zu messenden Objekt steht. Da das Thermoelement ein elektrisch leitender Draht ist, muss darauf geachtet werden, dass keine Möglichkeit besteht, andere freiliegende elektrische Leiter zu kontaktieren. Schließlich kann im Laufe der Zeit die Isolierung zwischen den beiden Drähten des Thermoelements zusammenbrechen und Fehler bei der Temperaturmessung verursachen.
Mit ein wenig Planung und regelmäßiger Wartung bietet ein auf Thermoelementen basierendes Temperaturerfassungssystem eine kostengünstige und zuverlässige Methode zur Erfassung von Temperaturdaten.