2. Temperaturmessung 2.1 Einleitung 2.1.1 Wärmeübertragung 2.1 ...

2 Temperaturmessung 51
Bild 2-11: Mittelwertbildung mit vier gleichen Temperatursensoren
Sind z. B. die Sensoren R1 bis R4 Ni-1000-Sensoren, so ergibt die Reihenschaltung von
zwei gleichen Widerständen einen Gesamtwiderstand von 2000 Ω bei 0 °C. Da sich für
den oberen und den unteren Stromweg jeweils 2000 Ω ergeben und sich bei
Parallelschaltung von gleichen Widerständen deren Wert halbiert, so stellt die
Gesamtschaltung zwischen den Anschlußpunkten A und B wieder einen Widerstand von
1000 Ω bei 0 °C dar. Damit der Einfluß der Verbindungsleitungen gering gehalten wird,
sollten nur hochohmige Sensoren wie Pt-1000, Ni-1000 oder NTC-Sensoren verwendet
werden.
Für den Gesamtwiderstand der Schaltung ergibt sich ein Wert von
Rges
( R1
+ R2)
⋅ ( R3
+ R4)
= (2-11)
R1
+ R2
+ R3
+ R4
Aus diesem Rges kann durch lineare Interpolation die mittlere Temperatur berechnet
werden.
2.4.2 Halbleitersensoren
Halbleitersensoren bestehen aus Germanium bzw. Silizium mit entsprechender Dotierung.
Bei diesen Sensoren gibt es solche mit positivem Temperaturbeiwert (PTC) und welche
mit negativem Temperaturbeiwert (NTC) .
Die mittlere Empfindlichkeit liegt hier bei ± 3 bis ± 5 %/K je nach Sensortyp. Es ergibt
sich bei diesen Sensoren eine etwa um den Faktor 10 höherer Empfindlichkeit gegenüber
den Pt-100 bzw. Ni-100-Sensoren.
Der Temperatur-Beiwert hängt von der Anzahl der freien Valenzelektronen innerhalb des
Raumgitters des Kristalls ab. Bei steigender Temperatur werden mehr Valenzelektronen
frei, die Leitfähigkeit steigt, und damit fällt der Widerstand.