Techniklexikon

Thermoelement

Wandelt gemessene Temperatur in elektrische Spannung (Volt) um, wobei der sog. thermoelektrische Effekt genutzt wird. Bei diesem treten an den freien Enden von zwei miteinander verbundenen Drähten aus verschiedenen Materialien, z. B. Kupfer und Konstantan. elektrische Ladungen auf, wenn die eine Verbindungsstelle mit dem Gegenstand oder Stoff in Kontakt gebracht wird, dessen Temperatur festgestellt werden soll, und die andere auf konstanter Temperatur (z. B. 0 °C) gehalten wird. An einem Meßinstrument, das in einen Leiter einbezogen wird, läßt sich die sog. Thermospannung ablesen, die der Temperaturdifferenz direkt proportional ist. Thermodynamik und statistische PhysikSupraleitung, Tieftemperaturphysik und -technik , Gerät zur Temperaturmessung unter Ausnutzung des Seebeck-Effektes. Thermoelemente bestehen aus zwei Drähten verschiedener Metalle oder Legierungen, die an einem Ende verbunden sind (siehe Abb.). Sie lassen sich als Sekundärthermometer im Bereich 3-3 500 K anwenden. Dieser Thermokreis wird an irgendeiner Stelle geöffnet. Die über die Öffnung – möglichst stromlos – gemessene Grösse ist eine elektrische Spannung mit sehr hohen Empfindlichkeiten von bis zu ca. 7 mV pro 100 K (ca. 1 % der Empfindlichkeit von Metall-Widerstands-Thermometern). Meist hält man die eine Verbindungsstelle auf konstanter Temperatur (z.B. dem Eispunkt, 0 °C) und gibt die andere Verbindungsstelle in die Umgebung der zu messenden Temperatur. Man misst dabei die integrierte Differenz der absoluten Thermospannungen beider Materialien.

Bekannt sind die Thermoelemente Pt-Pt₈₇Rh₁₃

(für Temperaturen bis 1 800 °C) und Cu-Konstantan (für Temperaturen unter 400 °C). Zur Vergrösserung des Messsignals können mehrere Thermoelemente elektrisch in Reihe geschaltet werden (Reihenschaltung).

Thermoelemente: Zwischen den beiden Anschlussstellen (Umgebungstemperatur T_U und Messtemperatur T_M) entsteht eine Thermospannung U, die proportional der Temperaturänderung ist.