- Lexikon
- Physik
- 4 Elektrizitätslehre
- 4.5 Elektrische Leitungsvorgänge
- 4.5.1 Elektrische Leitung in festen Körpern
- Widerstandsthermometer
Widerstandsthermometer
In Widerstandsthermometern nutzt man die Abhängigkeit des ohmschen Widerstandes von der Temperatur. Mit der Veränderung dieses Widerstandes geht eine Erhöhung oder Verringerung der fließenden Stromstärke bzw. der am Bauelement abfallenden Spannung einher. Beide Größen können gemessen werden und dienen nach entsprechender Eichung zur Angabe von entsprechenden Temperaturwerten.
In Widerstandsthermometern kann man die Temperaturabhängigkeit einfacher ohmscher Widerstände nutzen oder spezielle Heißleiter, vor allem Thermistoren, zur Anwendung bringen. Beide Gerätetypen haben ihre Vor- und Nachteile:
Einfache ohmsche Widerstände zeigen eine lineare Temperaturabhängigkeit (Bild 2). Dies bedeutet, dass die Temperatur über weite Bereiche hinweg näherungsweise direkt proportional zum Widerstand, bei einer konstanten Spannung demzufolge indirekt proportional zur Stromstärke ist. Dieser Umstand ist von Vorteil, wenn man die gemessenen Stromstärke als Temperaturwerte eichen will. Nachteilig wirkt sich beim Einsatz normaler Widerstände aus, dass ihre Veränderung innerhalb kleiner Temperaturschwankungen ebenfalls nur sehr klein ist. Entsprechend empfindlich muss die Messanordnung sein.
Stromstärke-Temperatur-Diagramm eines einfachen ohmschen Widerstandes
Häufig bedient man sich einer Brückenschaltung, bei der neben dem Messwiderstand noch drei weitere Vergleichswiderstände herangezogen werden (Bild 3).
Thermistoren zeigen auch bei relativ geringfügigen Temperaturänderungen bereits einen deutlichen Unterschied in ihrem Widerstandsverhalten.
Widerstandsthermometer in Brückenschaltung
Bild 4 zeigt die Abhängigkeit der Stromstärke von der Temperatur bei konstanter Spannung. Allerdings sind bei Thermistoren (Kaltleitern, Heißleitern) die Temperaturen nicht direkt proportional zum Widerstand. Einerseits kann man daher auf komplizierte Messschaltungen verzichten - oft genügt schon ein einfacher Strommesser - andererseits gestaltet sich die Umrechnung von Stromstärken in Temperaturwerte etwas schwieriger.
Unabhängig davon, welche Widerstände und welches Messprinzip zum Einsatz kommen, gilt: Das eigentliche Messteil besitzt ein relativ kleines Volumen und ist frei von äußeren Isolierungen, damit ein schneller Temperaturausgleich mit dem zu messenden Stoff erreicht wird. Häufig spricht man in diesem Zusammenhang von Temperatursensoren.
Stromstärke-Temperatur-Diagramm eines Heißleiters
Widerstandsthermometer ohmscher Widerstand lineare Temperaturabhängigkeit Thermistoren Temperatursensoren Brückenschaltung Heißleiter
Stand: 2010
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