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Thermoelektrische SpannungsreiheUm mittels eines Thermoelements Temperaturen zu messen, müssen die sogenannten Thermokräfte der verwendeten unterschiedlichen Materialien (meist Metalle) bekannt sein. Weiteres empfehlenswertes FachwissenDie Thermospannung eines Thermoelementes ergibt sich aus der Temperaturdifferenz und der Differenz der Thermokräfte der beiden verwendeten Materialien. Die Thermokraft ist eine Materialkonstante. Die Thermokräfte der Werkstoffe werden als sogenannter k-Wert relativ zu Platin für eine Temperaturdifferenz von 100 Kelvin angegeben. Diese k-Werte der Materialien lassen sich in eine sogenannte Thermoelektrische Spannungsreihe einreihen:
Die Thermospannung eines Thermoelementes ist weitgehend linear von der Temperatur abhängig. Sie ergibt sicht zu: mit ka,kb - k-Werte der beiden Metalle „a“ und „b“ und T1,T2 - Temperaturen der beiden Verbindungsstellen der Materialien. Die bei einer gegebenen Temperarurdifferenz erzielbare Thermospannung eines Thermoelementes ist also umso größer, je größer der Abstand der Metalle in der Thermoelektrischen Spannungsreihe ist. Da die k-Werte etwas temperaturabhängig sind, liefern Thermoelemente über einen größeren Temperaturbereich kein streng lineares Signal mehr. Diese Nichtlinearität muss für genaue Messungen berücksichtigt bzw. kompensiert werden. In der Praxis haben sich jedoch nur bestimmte Thermoelement-Kombinationen durchgesetzt, für diese gibt es Tabellen, in denen die Thermospannungen für jede Temperatur in 0,1-Kelvin-Schritten abgelesen werden kann.
Es ist oft leichter, die Temperatur anhand solcher Tabellen zu bestimmen, statt die Nichtlinearität in Form einer empirischen Formel zu berücksichtigen. Näheres unter Thermoelement und Thermoelektrizität |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Thermoelektrische_Spannungsreihe aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |