1 Überblick über die Sensorik

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44 3.2 Thermoelektrische Sensoren 3.2.2 Thermoelemente 45
Bei Betrachtung großer Temperaturbereiche muß eine Temperaturabhängigkeit des
Seebeck-Koeffizienten berücksichtigt werden (Bild 3.2.2-5)
für den Anlieferungszustand vom Hersteller der Thermoelemente.
Bild 3.2.2-6 Grenzabweichungen für Thermoelemente nach DIN-IEC 584-2 (nach [3.1]).
Bild 3.2.2-5
Temperaturabhängigkeit des Seebeckkoeffizienten unterschiedlicher Werkstoffe,
gemessen gegen Platin (einer der beiden Leiter des Thermoelements besteht aus Platin,
nach [3.8])
Ein großer Vorteil für die Anwendung von Thermoelementen als Temperatursensoren
liegt in dem hohen zulässigen Temperaturbereich (Tab. 3.2.2-3). Noch höhere Einsatztemperaturen
bis ca. 2000 °C lassen sich mit Wofram-Molybdän- und Wolfram-
Rhenium-Thermoelementen erzielen.
Innerhalb kleinerer Temperaturintervalle läßt sich die Temperaturabhängigkeit der
Thermospannung approximieren durch die Überlagerung einer linearen mit einer
quadratischen Abhängigkeit:
Tab. 3.2.2-3:
Grenzen der Verwendungstemperaturen von Thermoelementen bei Dauerbenutzung
in reiner Luft nach deutscher und USA-Norm (nach [3.8]).
Für die Temperaturabhängigkeit der Thermospannung gibt es genormte Werte (international
IEC-Publikation 584-1, in Deutschland DIN-IEC 584-1 mit Grenzabweichungen
in der ergänzenden Vorschrift 584-2, s. Bild 3.2.2-6). Diese Vorschriften gelten jeweils
Der Dauerbetrieb von Thermoelementen bei sehr hohen Temperaturen ist nicht unproblematisch,
da sich unter diesen Bedingungen die Korngrenzenstruktur (Rekristallisation,
s. Band 1, Abschnitt 3.3), der Ordnungszustand der Legierung (s. Band 1, Abschnitt
4.2) und die Legierungszusammensetzung ändern kann (durch Aus- und Eindiffusion
von Legierungskomponenten und Verunreinigungen, s. Bild 3.2.2-7), dabei können sich
Verunreinigungen im ppm-Bereich auswirken.