2. Temperaturmessung 2.1 Einleitung 2.1.1 Wärmeübertragung 2.1 ...

2 Temperaturmessung 53
PTC - Sensoren :
Diese haben eine stark nichtlineare, steigende Kennlinie.
Sie werden nicht als Temperatursensoren zur Messung eingesetzt, sondern häufig als
strombegrenzende Bauteile in elektronischen Schaltungen, als Grenzwertschalter und als
Wicklungsschutz in Motoren und Transformatoren.
Wenn keine Temperaturangaben auf dem Sensor sind, so kann die Einsatztemperatur
durch die Farbe der Zuleitungsdrähte ermittelt werden.
2.4.3 Elektronische Temperatursensoren
Eine Besonderheit innerhalb der Gruppe der Halbleitersensoren bilden die elektronischen
Temperatursensoren.
Innerhalb eines normalen Transistorgehäuses (TO-46 oder TO-92) befindet sich eine
integrierte Schaltung, die temperaturabhängige Bauteile enthält. Die Gesamtschaltung ist
so aufgebaut, daß sich ein lineares Ausgangssignal von z.B. 10 mV/K ergibt, welches
direkt proportional zur absoluten Temperatur ist. Diese Schaltung wird so kalibriert, daß
bei einer Temperatur von 25 °C eine Spannung von 2,9816 V erzeugt wird. (z. B. National
Semiconduktor Typ LM 135)
( 25 °C ≅ 298,16 K 298,16 K.10 mV/K = 2981,6 mV = 2,9816 V )
Eine weiter Möglichkeit besteht darin, einen Temperatur-Sensor zu verwenden, bei dem
der Ausgangsstrom in µA direkt proportional der absoluten Temperatur in K ist. Bei 25 °C
fließt ein Strom vom 298,16 µA, der Linearitätsfehler beträgt ±0,15 K (z.B. Analog
Divices AD 592 AN).
Neueste Temperatur-Sensoren beinhalten bereits einen integrierten A/D-Wandler (z.B.
SMT 160-30). Die Gehäuseform ist ein dreipoliges TO-18 Transistorgehäuse.
Der Sensor liefert abhängig von der Temperatur ein pulsbreitenmoduliertes
Rechtecksignal mit der Amplitude der Versorgungsspannung (4,75...7 V) und einer
Frequenz im Bereich von 1 kHz bis 4 kHz, siehe Bild 2-12. Das Tastverhältnis ist der
Temperatur proportional. Dieses Signal kann direkt einem Mikroprozessor zugeführt
werden.
Der Temperaturbereich erstreckt sich von -40 °C bis +130 °C mit einer Genauigkeit
von±0,5 K (-30...100 °C) und ±1 K (-40...130 °C).