Sensors and Actuators - Fachbereich Physik der Universität ...
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Messfe<strong>der</strong> zur Temperaturanzeige übertragen wird. Der mechanische Aufbau und die<br />
Skalencharakteristik entsprechen denen <strong>der</strong> Füssigkeits-Fe<strong>der</strong>thermometer, wobei nur<br />
geringere Verstellkräfte auftreten. Von Vorteil ist das Gasdruck-Fe<strong>der</strong>thermometer dann, wenn<br />
eine lineare Anzeige über einen weiten Temperaturbereich gefor<strong>der</strong>t wird.<br />
Fehlerquellen/Meßunsicherheiten. Die Umgebungstemperatur beeinflusst bei vollständig mit<br />
Flüssigkeit o<strong>der</strong> Gas gefüllten Fe<strong>der</strong>thermometern die Temperaturanzeige über die<br />
thermometrischen Substanzen, die sich in den Kapillaren o<strong>der</strong> Messglie<strong>der</strong>n befinden und nicht<br />
<strong>der</strong> zu messenden Temperatur ausgesetzt sind. Beson<strong>der</strong>s bei längeren Kapillarleitungen sind<br />
Fe<strong>der</strong>thermometer häufig mit Kompensationseinrichtungen zum Ausgleich des<br />
Außentemperatureinflusses versehen. Des Weiteren sind auch die elastischen Eigenschaften<br />
<strong>der</strong> Messfe<strong>der</strong> temperaturabhängig. Wärmeleitungsprozesse über die Kapillare sind wie bei<br />
allen Berührungsthermometern zu berücksichtigen und durch geeignete Einbaubedingungen zu<br />
minimieren. Unterschiede in <strong>der</strong> Anzeige bei steigenden o<strong>der</strong> fallenden Temperaturen<br />
(Hysterese) können durch mechanische Behin<strong>der</strong>ungen (Reibung) auftreten.<br />
Die Fehlergrenzen bei Fe<strong>der</strong>thermometern liegen im Bereich von i bis 2% vom Anzeigebereich.<br />
6.3.8 Berührungslose Thermometer<br />
• Pyroelektrische Aufnehmer, Array (s.o.)<br />
• Bolometer: Ein Bolometer ist ein Strahlungs- bzw. Temperaturmessgerät, welches von<br />
S.P. Langley entwickelt wurde. Beim Bolometer wird <strong>der</strong> Wi<strong>der</strong>st<strong>and</strong> einer geschwärzten<br />
Platinfläche in Abhängigkeit von <strong>der</strong> absorbierten Strahlung (und damit <strong>der</strong> Temperatur<br />
<strong>der</strong> Platinfläche) in einer Brückenschaltung gemessen. Mo<strong>der</strong>ne Bolometer verwenden<br />
Halb- und Supraleiter, da durch die Verwendung dieser Materialien wesentlich höhere<br />
Empfindlichkeiten erzielt werden können als bei <strong>der</strong> Verwendung von Platinfolien.<br />
• Thermokette/ Thermosäule, träge<br />
• Photodioden (IR)<br />
• CCD-Arrays (beson<strong>der</strong>s empfindlich im IR-Bereich)<br />
Aufbau in Kameras o<strong>der</strong> Ähnlichem:<br />
Filter<br />
Optischer Strahlengang:<br />
Sensor<br />
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Filter<br />
Sensor<br />
• Linse & Filter: λ - abhängig, da Transmission → f = f(λ)<br />
• Hohlspiegel & Filter: λ - unabhängig, da Reflexion → f ≠ f (λ)<br />
Wärmebild – Kamera:
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