Prinzip Ein Temperatursensor ist ein elektrisches Gerät, das auf einem temperaturempfindlichen Element basiert. Es erkennt Temperaturänderungen, indem es Änderungen von Parametern wie Widerstand, Spannung, Strom oder Frequenz des Elements misst. Zu den gängigen Temperatursensoren gehören Thermistoren, Halbleiter-Temperatursensoren, Thermoelemente und Infrarot-Temperatursensoren.
Ein Thermoelement ist ein Temperaturmessgerät, das auf dem thermoelektrischen Effekt basiert. Es besteht aus zwei Drähten unterschiedlicher Metalle. An der Kontaktstelle entsteht eine thermoelektrische Potentialdifferenz. Wenn sich die Temperatur ändert, ändert sich entsprechend die thermoelektrische Potentialdifferenz. Die Temperatur wird durch Messung der Größe der thermoelektrischen Potentialdifferenz berechnet. Zu den gängigen Thermoelementmaterialien gehören Kupfer-Kupfer-Nickellegierungen, Eisen-Kupfer-Nickellegierungen, Chrom-Aluminium und Chrom-Aluminium-Eisen.
Messbereich Temperatursensoren verfügen im Allgemeinen über einen großen Messbereich, der von niedrigen bis hohen Temperaturen reicht. Beispielsweise beträgt der Messbereich eines Thermistors typischerweise -50 Grad bis +150 Grad, während der Messbereich eines Halbleitertemperatursensors -200 Grad bis +2000 Grad erreichen kann.
Thermoelemente haben einen relativ schmalen Messbereich und eignen sich im Allgemeinen für die Temperaturmessung in Umgebungen mit hohen Temperaturen. Kupfer-Kupfer--Thermoelemente haben beispielsweise einen Messbereich von -200 Grad bis +400 Grad, während Eisen-Kupfer-Nickel-Thermoelemente einen Messbereich von -40 Grad bis +1000 Grad haben.
Genauigkeit: Temperatursensoren haben eine hohe Genauigkeit und erreichen 0,1 Grad oder mehr. Halbleitertemperatursensoren können eine Genauigkeit von 0,1 Grad erreichen, während Thermistoren eine Genauigkeit von 0,01 Grad erreichen können.
Thermoelemente haben eine relativ geringere Genauigkeit, typischerweise etwa 1 Grad, aber sie bleiben ein relativ zuverlässiges Temperaturmessgerät in Umgebungen mit hohen Temperaturen.
Reaktionszeit: Temperatursensoren haben schnelle Reaktionszeiten und erreichen den Millisekundenbereich. Beispielsweise können Halbleiter-Temperatursensoren eine Reaktionszeit von weniger als 10 ms haben, während Thermistoren typischerweise eine Reaktionszeit von mehreren zehn Millisekunden haben.
Thermoelemente haben langsamere Reaktionszeiten, typischerweise in der Größenordnung von Sekunden. Kupfer-Kupfer-Nickel-Thermoelemente haben beispielsweise eine Reaktionszeit von 1 bis 2 Sekunden.
Anwendungsszenarien
Temperatursensoren werden häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt, beispielsweise in der Elektronik-, Medizin-, Automobil-, Chemie- und Metallurgiebranche. Zu den gängigen Anwendungen gehören die Temperaturregelung, die Überwachung der Umgebungstemperatur und die Messung der Materialtemperatur.
Thermoelemente werden hauptsächlich zur Temperaturmessung in Hochtemperaturumgebungen verwendet, beispielsweise in der Stahl-, Nichteisenmetall-, Petrochemie- und Glasindustrie. Zu den üblichen Anwendungen gehören die Messung der Ofentemperatur, die Messung der Temperatur von Hochtemperaturreaktoren und die Wärmebehandlung.