elektrische Temperaturmessung

3 Thermoelemente
telthermoelemente“) kann die Verwendung des Mantels als Abschirmung Probleme aufwerfen: In
einigen Ausführungsformen ist zur Verkürzung der Ansprechzeit die Messstelle mit dem Mantel
verschweißt. Die Abschirmung wäre dann direkt auf den Fühlereingang des angeschlossenen Gerätes
aufgelegt und somit unwirksam. Überhaupt ist bei Elementen, bei denen die Messstelle mit
dem Schutzrohr verschweißt ist, hinsichtlich der Störempfindlichkeit erhöhte Vorsicht geboten, da
das Mantelrohr in diesem Fall wie eine Antenne wirken kann.
Aber auch dann, wenn die Messstelle nicht mit dem Schutzrohr verschweißt ist, sollte die Umhüllung
eines Mantelthermoelementes nicht als Abschirmung verwendet werden: Da sie aus blankem
Material besteht, können durch sie bei elektrisch beheizten Öfen zwischen dem Ofenmaterial und
dem Erdungspunkt Ausgleichsströme fließen. Diese können das Messergebnis verfälschen bzw.
bei genügend hohen Ausgleichsströmen das Sondenrohr zerstören.
Allgemein lässt sich sagen: Thermoelemente, die leitend mit dem Schutzrohr verbunden sind, führen
durch Einkopplung von Spannungen auf die angeschlossenen Geräte leicht zu Störungen bzw.
Fremdspannungen.
Auch bilden zwei derartige Eingänge eine Stromschleife, über die beide Eingänge miteinander verbunden
werden. Da derartige Stromschleifen einen großen Wirkungsquerschnitt haben, werden
hierdurch Störungen bevorzugt eingeschleift.
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Abbildung 18:
Ausbildung einer Leiterschleife
Thermoelemente sollten unter derartigen Voraussetzungen immer galvanisch getrennt sein, d. h.
die Verstärkerschaltungen dürfen intern keine elektrische Verbindung zu der übrigen Elektronik haben.
Dies ist bei den meisten Geräten für Thermoelementanschluss bereits vorgesehen.
Keramische Materialien, wie sie zur Isolation der Thermoelemente im Schutzrohr verwendet werden,
verlieren oberhalb 800 bis 1000°C merklich an Isolationswiderstand. Dadurch treten im Hochtemperaturbereich
die genannten Phänomene auch bei Thermoelementen auf, deren Messpunkt
nicht mit dem Schutzrohr verschweißt ist. Auch dann ist eine galvanische Trennung unbedingt ratsam.
Bei elektrisch beheizten Öfen im Hochtemperaturbereich ist zudem darauf zu achten, dass die zunehmende
Leitfähigkeit der keramischen Isolationsmaterialien dazu führen kann, dass die Netzspannung
auf das Thermoelement eingeschleift wird. Auch hier ist daher eine galvanische Trennung
gegenüber dem Netz- und Erdpotenzial mit einer Spannungsfestigkeit über der Spitzenspannung
der Netzspannung (Heizspannung) unbedingt angebracht.
JUMO, FAS 146, Ausgabe 2007-01
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