Wie ist ein Widerstandsthermometer aufgebaut?
Ein klassisches Widerstandsthermometer ist aus einem oder mehreren Messwiderständen, elektrischen Leitern, einem Schutzrohr, Isolationsmaterial und geeigneten Anschlüssen aufgebaut.
Der Aufbau kann grundsätzlich in Leitungssensoren und Messeinsätze unterschieden werden. Während Messeinsätze in Armaturen mit Schutzrohr, Anschlusssockel und Anschlusskopf verbaut werden und jederzeit getauscht werden können, bestehen Leitungsfühler aus einer flexiblen Leitung und einem Sensorelement.
Ausschlaggebend für die letztliche Genauigkeit des Widerstandsthermometers ist neben dem Messwiderstand die Wahl der Schaltungsart.
Die Zweileiterschaltung ist die kostengünstigste aber unpräziseste Messmethode. Die zwei Anschlussbeine des Messwiderstands werden durch jeweils einen Leiter verlängert und an das Messgerät angeschlossen. Dafür wird wenig Material benötigt, aber die Eigenwiderstände der Leiter gehen komplett in das Messsignal ein. Daher müssen die Leiter möglichst kurz oder mit einem großen Querschnitt ausgeführt werden oder der Fehler muss rechnerisch kompensiert werden.
Die Vierleiterschaltung ist die material- und auswertungsintensivste aber genaueste Messmethode. Durch eine geschickte Kombination aus einem konstanten Strom über den Widerstand durch ein rot-weißes Leiterpaar und die Messung des Spannungsabfalls über dem Messwiderstand durch das zweite Leiterpaar werden die Eigenwiderstände der Leiter komplett kompensiert. Das Messsignal wird unverfälscht gemessen.
Der Kompromiss aus diesen beiden Schaltungen ist die Dreileiterschaltung.
Durch eine Brückenschaltung wie der Wheatstone-Brücke werden die Eigenwiderstände schaltungstechnisch kompensiert. Die Herausforderung liegt hierbei jedoch darin, dass die drei Leiter im Aufbau, in den Materialeigenschaften und in den äußeren Bedingungen komplett identisch sein müssen, damit die Messung unverfälscht durchgeführt werden kann. Die Unterschiede durch den realen Aufbau der Leiter und der realen Einsatzbedingungen sind jedoch deutlich kleiner als bei der Zweileiterschaltung.
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