Glasmesswiderstand
Ein Glasmesswiderstand ist eine spezielle Bauform von Platin-Messwiderstand und dient wie dieser zur Temperaturmessung. Glasmesswiderstände zählen zu der Gruppe der Widerstandsthermometer.
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Aufbau
BearbeitenBei dem Glasmesswiderstand werden dünne Drähte aus Platin, üblich sind Durchmesser um 20 µm, auf einen Glasstab gewickelt und an den beiden Enden mit den von außen zugänglichen elektrischen Anschlussdrähten verbunden. Zum Schutz vor äußeren Einflüssen, um beispielsweise den Einsatz des Sensors in chemisch aggressiven Umgebungen zu erlauben, wird bei der Herstellung ein Mantelrohr aus Glas über den Aufbau gezogen und anschließend mit dem Glasstab verschmolzen. Die typischen Abmaße liegen in der Länge zwischen 7 mm bis 55 mm, bei äußeren Durchmessern von ca. 1 mm bis 5 mm. Das Material für den Glasstab und die Umhüllung wird im Rahmen der Herstellung so gewählt, dass der Ausdehnungskoeffizient des Glases möglichst gut dem vom Platin entspricht, um so thermische Spannungen zufolge Temperaturänderung im Aufbau zu minimieren.
Die Wicklung kann in verschiedenen Formen erfolgen. Beispielsweise in einer mäanderförmigen Wicklung oder als bifilare Wicklung. Letztere dient dazu, um die Induktivität des Sensors zu minimieren. Der Draht kann aus hochreinem Platin bestehen oder bestimmte Zusatzstoffe enthalten, die die Linearität und die Langlebigkeit beeinflussen. Übliche Nennwerte des Widerstandes bei Referenztemperatur sind 50 Ω, 500 Ω und 1 kΩ In Deutschland fallen sie in der Herstellung unter die DIN EN 60751.
Einsatz
BearbeitenDer Einsatztemperaturbereich ist ähnlich wie wie bei Platin-Messwiderständen und beträgt üblicherweise −200 °C … 450 °C. Wie bei jedem Messwiderstand, wird auch ein Glasmesswiderstand durch den ihn durchfließenden elektrischen Strom, welcher für die elektrischen Messauswertung nötig ist, geringfügig erwärmt, was einen Messfehler darstellt. Wie groß dieser sogenannte Eigenerwärmungsfehler ist, hängt von der zugeführten elektrische Leistung, der abgeführten Wärmemenge und einer apparativen Konstante „EK“, die Eigenerwärmungskoeffizient genannt wird, ab. Glasmesswiderstände zeichnen sich gegenüber anderen Temperaturfühlern durch eine gute Langzeitstabilität an der oberen Anwendungsgrenze aus.
Glasmesswiderstände sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und können in verschiedenen Bauformen, Maßen, Widerstandswerten und Genauigkeiten hergestellt werden.
Glasmesswiderstände besitzen eine hohe Stabilität, eine gute Erschütterungsfestigkeit und schnelle Ansprechzeiten. Sie besitzen durch die Umhüllung mit Glas eine hohe chemische Beständigkeit, außer gegenüber Stoffen welche Glas chemisch angreifen wie beispielsweise Flusssäure, und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit. Ein Wechsel von −200 °C auf +800 °C und zurück wird in aller Regel gut verkraftet. Sie werden oft auch als Labor-Glaswiderstands-Thermometer eingesetzt, da sie mit hohen Messgenauigkeiten gefertigt werden können.
Literatur
Bearbeiten- Frank Bernhard (Hrsg.): Technische Temperaturmessung. Physikalische und meßtechnische Grundlagen, Sensoren und Meßverfahren, Meßfehler und Kalibrierung. Band 3. Springer, 2004, ISBN 978-3-642-62344-8, Kapitel 9.2 - Metall-Widerstandsthermometer - Bauformen von Platin-Meßwiderständen, S. 616 bis 618.
