elektrische Temperaturmessung

3 Thermoelemente
färbt, während die Adern die angegebenen Kennfarben besitzen. (Bei der blauen Kennfarbe für das
Cu-CuNi-Element nach DIN 43 713 handelt es sich um einen dunklen Farbton.)
Gemäß DIN 43 714 sind zur elektromagnetischen Abschirmung die Adern der Leitungen verdrillt.
Zusätzlich kann eine Abschirmung durch Folien oder Geflechte vorliegen. Der Isolationswiderstand
der Adern untereinander und zum Schirm darf den Minimalwiderstand 10 7 Ω · m -1 nicht unterschreiten,
die Duchschlagspannung ist größer als 500V AC.
3.8 Anschluss von Thermoelementen
Insbesondere beim Fe-CuNi-Element sollte beachtet werden, dass der Plusschenkel aus reinem
Eisen besteht, was an Klemm- und Steckverbindungen zu erhöhter Korrosion führen kann. Namentlich
der Übergang Eisen-Kupfer, wie er beispielsweise beim Anschluss einer kupfernen Anschlussleitung
entsteht, stellt ein galvanisches Element dar. Bei vorhandener Feuchtigkeit führt
dies zur Bildung eines Lokalelementes mit erhöhter Korrosion. Dabei auftretende parasitäre Spannungen
können das Messergebnis erheblich verfälschen. Verzinnte Klemmen bzw. Leitungen mit
verzinnten Adern sind daher blankem Kupfer unbedingt vorzuziehen. Zinn ist zwar elektrochemisch
erheblich edler als Eisen, durch Passivierung an seiner Oberfläche aber weniger reaktiv.
Vielfach stellt sich die Frage, ob Thermodrähte mit normalen Klemmen aus Messing oder Kupfer
mit der Ausgleichsleitung verbunden oder verlängert werden dürfen. Von Aspekten der Korrosion
an der Kontaktstelle zweier verschiedener Metalle einmal abgesehen, ist dies durchaus möglich.
Das Zwischenschalten einer bzw. zwei Klemmen in einen bzw. beide Schenkel eines Thermopaares
bzw. der Ausgleichsleitung ist unbedenklich, solange auf beiden Seiten der Klemme die gleichen
Temperaturen herrschen.
Abbildung 17:
Einfügen einer Kupferklemme in den Thermokreis
Die entstehenden Thermospannungen an den Übergängen Fe/Cu bzw. Cu/Fe heben sich bei gleicher
Temperatur wegen der unterschiedlichen Polaritäten auf, unabhängig davon, wie hoch die
Temperatur an dieser Verbindungsstelle ist und aus welchem Material sie besteht. Wohl gemerkt,
gilt dies nur für gleiche Temperaturen an beiden Enden.
Bei zwei Klemmen für jeweils eine Ader der Ausgleichsleitung können an diesen durchaus verschiedene
Temperaturen herrschen, wichtig ist nur die Temperaturgleichheit an den beiden Enden
jeweils einer Klemme. Bei Gehäusedurchführungen, bei denen die Innen- und die Außentemperatur
sehr unterschiedlich sind, können Probleme mit so erzeugten zusätzlichen Thermospannungen
auftreten, welche die Messung verfälschen. Es gibt daher spezielle thermospannungsfreie Stecker,
welche die beschriebenen Phänomene vermeiden.
Bei größerer Leitungslänge sollte die Anschlussleitung (Ausgleichsleitung bzw. Kupferleitung) abgeschirmt
und einseitig geerdet werden. Hierzu stehen abgeschirmte Ausgleichsleitungen zur Verfügung;
gegebenenfalls ist die Verwendung eines Vergleichsstellenthermostates und herkömmlichen
abgeschirmten Kupferleitungen angebracht. Bei Mantelthermoelementen (Kapitel 3.10 „Man-
36 JUMO, FAS 146, Ausgabe 2007-01