Handout Temperaturmessung/-geräte von Michael Rudolph

Handout Temperaturmessung/-geräte von Michael Rudolph
24. Oktober 2012
Handout Temperaturmessung/-geräte
Allgemeines
Die absolute Temperatur wird durch den absoluten Nullpunkt und den Tripelpunkt des Wassers festgelegt
SI-Basiseinheit , Formelzeichen T , Einheit: Kelvin
Intensive Größe
0. Hauptsatz der Thermodynamik: Befinden sich zwei Körper hinreichend lange im thermischen Kontakt,
besteht thermisches Gleichgewicht und sie besitzen eine gemeinsame Eigenschaft, die als Temperatur
bezeichnet wird.
Definition der absoluten Temperatur
Skalen
Fahrenheit (1714)
o Nullpunkt: tiefste Temperatur in Danzig
o Zweiter Referenzpunkt: Gefrierpunkt des Wassers
o Dritter Referenzpunkt: Körpertemperatur
Celsius-Skala( 1742 )
o Gefrier- und Siedepunkt des Wassers als Fixpunkt
o Bei 1013hPa
o ,,hunderteiliges Thermometer“
Kelvinskala (1848)
o Absoluter Nullpunkt (0K)
o Tripelpunkt des Wassers (273.16K)
o Thermodynamische Temperatur
o Wurde als internationale Temperaturskala festgelegt
Messmethode durch Ausdehnung
Bimetallthermometer
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Krümmung aufgrund verschiedener Ausdehnungskoeffizienten der Metalle
bewegen den Zeiger in jeweiliger Richtung
Nur oberhalb von 600°C einsetzbar
Handout Temperaturmessung/-geräte von Michael Rudolph
24. Oktober 2012
Flüssigkeits-/Gasthermometer
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Bei Wärme dehnt sich das Gas bzw. die Flüssigkeit aus
und bewegt im Fall des Gases die Quecksilbersäule nach
oben. Die Differenz Δh ergibt die Temperatur.
Bei einem Flüssigkeitsthermometer ist die Temperatur direkt
ablesbar.
Elektronische Messmethoden
Thermoelement
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Nutzt den Seebeck Effekt
Misst lediglich eine Temperaturdifferenz zwischen zwei Leitern
Thermowiderstand
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Elektrischer Widerstand ist temperaturabhängig
Durch die Veränderung des Widerstandes kann die Temperatur ermittelt werden
Platindraht eignet sich als Verbindung am besten, da es korrosionsbeständig ist
Thermistoren
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Thermistoren sind Widerstände, deren Widerstandsänderung mit der Temperatur besonders groß ist.
Es gibt solche, deren Widerstand mit der Temperatur zunimmt (positiver Temperaturkoeffizient, PTCWiderstände, Kaltleiter) und solche mit denen er abnimmt(negativer Temperaturkoeffizient ,NTCWiderstände , Heißleiter)
Strahlungsthermometer
Bolometer
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Nimmt gesamte Strahlungsenergie auf(obere Abbildung)
Diese Energie wird auf ein Thermoelement geleitet , dieses gibt durch den Widerstand die Temperatur
wieder
Teilstrahlungspyrometer
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Nehmen nur einen Teil der WärmeStrahlung auf(800nm)
Vergleichen diese solange mit einer
Glühbirne bis der Meßkörper aus dem
Sichtfeld verschwindet
Am Graukeil lässt sich die Temperatur
ablesen