elektrische Temperaturmessung

4 Widerstandsthermometer
4.7.4 Parasitäre Thermospannungen
Auch bei der Temperaturmessung mit Widerstandsthermometern tritt der Effekt der Thermospannungen
auf, hier allerdings als recht unerwünschter Nebeneffekt. Wie in Kapitel 3.1 „Der thermoelektrische
Effekt“ dargestellt, wird an der Verbindungsstelle zweier unterschiedlicher Metalle eine
Thermospannung erzeugt. Derartige Metallübergänge treten beim Widerstandsthermometer an
den Zuleitungen auf: so bestehen die Anschlussdrähte der Sensoren vielfach aus Silber, die - z. B.
als Innenleitung - mit Kupfer oder Nickel verlängert werden.
Im Normalfall kann davon ausgegangen werden, dass sich beide Kontaktstellen auf der gleichen
Temperatur befinden, und sich die entstehenden Thermospannungen somit aufheben. Tatsächlich
können sich aber auf Grund unterschiedlicher Wärmeableitung nach außen unterschiedliche Temperaturen
einstellen; die so entstehende Thermospannung wird von der Auswertelektronik als
Spannungsabfall, verursacht durch eine Widerstandsänderung, interpretiert, und es kommt zu einem
falschen Messwert. Je nach dem Vorzeichen der entstehenden Thermospannung ist ein zu
hoher oder zu niedriger Wert möglich. Der Betrag des hierdurch verursachten Fehlers ist stark von
den Eigenschaften der Auswertelektronik abhängig, namentlich davon, wie eine Spannung als
Temperatur ausgewertet wird. Wird ein Pt 100-Sensor mit einem Messstrom von 1mA betrieben,
so entspricht 1µV parasitäre Thermospannung 1mΩ. Bei 20µV ensteht bereits ein Fehler von
20mΩ, das einem Temperaturwert von ca. 0,05K enspricht, also der halben Toleranzklasse 1/3 DIN
bei 0°C.
Eine einfache Methode zur Diagnostizierung eines durch derartige parasitäre Thermospannungen
verursachten Messfehlers ist die Durchführung zweier Messungen mit umgekehrter Richtung des
Messstromes. Je größer dabei die Differenz beider Messwerte ist, desto höher ist die in der Messkette
erzeugte Thermospannung.
60 JUMO, FAS 146, Ausgabe 2007-01