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Die Temperaturmessung dient uns im Haushalt, am Arbeitsplatz, in vielen Bereichen der Industrie und der Wissenschaft. Auch die moderne Medizin könnte ohne sie nicht existieren. Genau aus diesem Grund ist eine Welt ohne ein Temperaturmessgerät nur schwer vorstellbar, und das nicht nur an Orten, an denen man sich lieber nicht aufhalten möchte.
Messungen der Temperatur
Eine Temperatursonde ist eine Art von Temperatursensor. Wir haben bereits in der Einleitung erwähnt, dass sie für verschiedene Anwendungen in vielen Branchen eingesetzt werden. Einige Temperaturfühler können die Temperatur messen, indem sie auf eine Oberfläche gelegt werden. Andere müssen eingeführt oder in eine Flüssigkeit getaucht werden, um die Temperatur zu messen. Häufig messen Temperaturfühler die Spannungsänderung und wandeln sie in ein Format um, das vom Benutzer überwacht werden kann – und liefern so Messergebnisse. Temperaturfühler können Standardkonfigurationen haben oder für spezielle Projekte angefertigt werden, wie es bei fortgeschrittenen industriellen, wissenschaftlichen und medizinischen Anwendungen der Fall ist. Diese kundenspezifischen Temperaturfühler werden oft für sehr spezifische Anwendungen eingesetzt, zum Beispiel im Sport oder in den immer zahlreicher werdenden Bereichen der menschlichen Technik. Würde man versuchen, die häufigsten Anwendungsbereiche zusammenzutragen, müsste man sicherlich Industrieanlagen, Transit, Inspektion, Computer, Haushaltsgeräte, HVAC (Kühl- und Heizsysteme, z. B. Klimaanlagen), Energie- und Versorgungsunternehmen, Kalibrierung, wissenschaftliche Labors und Patientenüberwachung nennen – das letzte Beispiel ist uns ziemlich nahe, da wir alle schon einmal ein Heimthermometer in der Hand hatten, um Fieber oder Frigidität zu diagnostizieren. Temperaturfühler können jedoch weitaus komplexer sein.
Temperatursonden - Typen
Temperatursonden sind in verschiedenen Formaten erhältlich, und jeder Typ hat seine eigenen Vor- und Nachteile.
- NTC-Temperatursonde (negativer Temperaturkoeffizient) verwenden Thermistoren. Sie sind in der Regel preiswerter als die weiter unten in diesem Artikel aufgeführten Fühler und haben einen kleineren Temperaturbereich, reagieren aber schnell und sind sehr empfindlich.
- Ein RTD ist ein Widerstandstemperatursensor. Diese Temperaturfühler bieten hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer. Das macht sie etwas teurer, aber sie bieten auch einen großen Temperaturbereich.
- Thermoelemente oder Thermoelement-Temperaturfühler sind preiswerter als Widerstandsthermometer und bieten ebenfalls einen großen Temperaturbereich, sind aber im Laufe der Zeit nicht so stabil und einige ihrer Varianten müssen häufiger ersetzt werden.
Temperaturfühler und Thermistor - wie funktionieren sie?
Bei dieser recht häufigen Variante ist unser Temperatursensor ein Thermistor (ein temperaturvariabler Widerstand), der sich im Inneren der Sonde befindet und auf Temperaturänderungen mit einer Änderung seines elektrischen Widerstands oder seiner Spannung reagiert. Dies ist möglich, weil das Halbleitermaterial, aus dem der Thermistor besteht, einen so genannten Temperatureffekt aufweist, d.h. sein Widerstand ändert sich bei einer Temperaturänderung. Diese NTC-Thermistoren sind aufgrund ihrer Einfachheit und Effektivität in vielen Messanwendungen besonders beliebt – in ihrem Fall nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur ab. Das bedeutet, dass sie bei höheren Temperaturen leitfähiger sind und daher häufig als Temperatursensoren verwendet werden, weil ihre Widerstandsänderung einfacher zu messen und zu interpretieren ist. Die Sonde selbst befindet sich in der Regel in einem Metall- oder Kunststoffgehäuse, das Schutz vor den Umwelteinflüssen bietet und die Installation in einer Vielzahl von Umgebungen ermöglicht. Außerdem wird ein Kabel benötigt – das Kabel verbindet die Sonde mit dem Messgerät, das das Signal vom Temperatursensor zur Anzeige überträgt. Schauen wir uns an, wie es in der Praxis funktioniert und was im Inneren passiert. Die Temperatursonde sammelt Informationen über die Temperatur der Umgebung oder der spezifischen Komponente, an die sie angeschlossen ist. Das vom Temperatursensor erzeugte elektrische Signal wird von einem Messgerät verarbeitet, z.B. digital, analog oder einem Mechanismus, der Daten beider Arten interpretiert. Die abgelesene Temperatur kann angezeigt und im Speicher des Geräts für eine spätere Analyse gespeichert werden.
Wasserdichter Temperaturfühler für Haus und Werkstatt
Mit Temperaturfühlern können Sie die Temperatur in verschiedenen Bereichen des Hauses überwachen. Dies erleichtert die Aufrechterhaltung angenehmer thermischer Bedingungen. Temperaturfühler können auch dazu beitragen, Heizungs-, Klima- oder Lüftungsprobleme frühzeitig zu erkennen. Ein einfaches Beispiel: Wenn die Temperatur in einem bestimmten Raum deutlich niedriger oder höher ist als erwartet, könnte dies auf eine Störung im HLK-System hinweisen, die so schnell wie möglich behoben werden muss. Wenn Sie die Temperatur in verschiedenen Teilen des Hauses kennen, können Sie Ihren Energieverbrauch effizienter steuern, auch wenn Sie bereits ein Gebäudeautomationssystem installiert haben. Sie können die Thermostateinstellungen oder HLK-Zeitpläne an die tatsächlichen Bedingungen anpassen, wodurch sich die Energierechnungen leicht senken lassen.
In manchen Situationen können die Temperaturen zu einer regelrechten Katastrophe führen – zum Beispiel in Frostperioden. Das wird Haus- und Gebäudebesitzern, die einen großen Teil des Jahres leer stehen und in der Zwischenzeit vergessen haben, die Wasserversorgung abzustellen, schmerzlich bewusst – Frost verursacht nicht nur Risse in den Leitungen, sondern auch Schäden an Ventilen, Armaturen und anderen Teilen des Wassersystems. Die Behebung solcher Schäden ist in der Regel teuer und zeitaufwendig.
Elektronische Projekte oder Temperatursonden mit Arduino und Raspberry Pi
Das ist natürlich noch nicht alles. Die bei Botland erhältlichen Temperaturfühler können eine ideale Ergänzung für Projekte sein, die auf Arduino- und Raspberry Pi-Plattformen basieren. Durch die Integration von Temperatursonden in diese Plattformen können Sie intelligente Überwachungssysteme, Klimaanlagenmanagement, Heizungssteuerung oder sogar Systeme, die vor potenziellen Gefahren warnen, erstellen. In den Produktbeschreibungen von Botland finden Sie nicht nur eine klare Beschreibung der Leitungen und vollständige technische Spezifikationen der Sonden und Sensoren, sondern auch Bibliotheken und vorgefertigte Anschlussbeispiele. Programmierkenntnisse und die Ader eines Entwicklers ermöglichen sicherlich weitere Integrationen im Bereich des Internets der Dinge (IoT).
