2. Temperaturmessung 2.1 Einleitung 2.1.1 Wärmeübertragung 2.1 ...

52 2 Temperaturmessung
NTC - Sensor :
Der Widerstand bei einer bestimmten Temperatur kann nach folgender Formel berechnet
werden:
RT2 = RT1 .e B(1/T2-1/T1) Ω (2-12)
RT1 ist der Widerstand bei Bezugstemperatur T1
RT2 ist der gesuchte Widerstand bei der Temperatur T2
B ist eine Materialkonstante in K.
Es sind die Temperaturen in K einzusetzen !
NTC-Sensoren werden verwendet in Außen-, Kanal- und Kesseltemperatursensoren. Da
die Widerstands-Temperatur-Kennlinie stark nichtlinear (fallende e-Funktion) ist, muß
diese in einer folgenden Schaltung linearisiert werden, wobei die Ausgangskennlinie in
Steilheit und Richtung verändert werden kann.
Eine einfache Möglichkeit besteht darin, daß parallel zum Sensor ein konstanter
Widerstand eingebaut wird. Es ergibt sich eine leicht S-förmige Kennlinie mit
Wendepunkt. Legt man den Wendepunkt in die Mitte des Arbeitsbereichs, so ergibt sich
eine sehr gute Linearisierung. Der Parallelwiderstand kann nach folgender Formel
berechnet werden:
B −2⋅ϑ RP= RNTC⋅
B + 2⋅ϑ
m
m
Ω (2-13)
Rp = Parallelwiderstand
RNTC = Widerstand des NTC-Sensors bei mittlerer Temperatur ϑm
B = B-Wert des NTC-Sensors in K, Materialkonstante
(Dieser Wert liegt im Bereich von 3000 ... 4000 K)
Eine bessere Linearisierung ergibt sich bei Verwendung von Operationsverstärkern mit
nicht linearer Rückkopplung.
Obwohl eine zusätzliche Linearisierung notwendig wird, werden diese Sensoren
verwendet, da ihre Empfindlichkeit um etwa den Faktor 10 größer ist als bei metallischen
Sensoren.
Der Leitungsabgleich ist hierbei nicht mehr von so großer Bedeutung wie bei Pt- und Ni-
Sensoren.