Definition und Funktionsweise:
Ein Temperatursensor (oder Temperaturfühler) ist ein Messgerät, das die physikalische Größe Temperatur erfasst und in ein elektrisches Signal umwandelt, das von einem Steuerungssystem (z.B. SPS) verarbeitet werden kann. Temperatursensoren sind die am häufigsten eingesetzten Sensoren in der industriellen Automatisierung und Prozesstechnik.
Sie sind entscheidend für die Prozesskontrolle, Qualitätssicherung, Energieeffizienz und Sicherheit.
Gängige Messprinzipien:
- Widerstandsthermometer (RTD – Resistance Temperature Detector):
- Nutzen die temperaturabhängige Änderung des elektrischen Widerstands von Metallen (z.B. Platin bei Pt100, Pt1000).
- Sehr präzise und stabil. Weit verbreitet.
- Thermoelemente (TC):
- Nutzen den Seebeck-Effekt: Wenn zwei unterschiedliche Metalle an zwei Stellen miteinander verbunden sind und diese Verbindungsstellen unterschiedliche Temperaturen haben, entsteht eine elektrische Spannung.
- Sehr robust, für hohe Temperaturen und große Temperaturbereiche geeignet. Günstiger als Pt100, aber geringere Genauigkeit.
- Thermistoren (NTC/PTC):
- Temperaturabhängige Widerstände mit starker (nicht-linearer) Widerstandsänderung.
- NTC (Negative Temperature Coefficient): Widerstand sinkt mit steigender Temperatur.
- PTC (Positive Temperature Coefficient): Widerstand steigt mit steigender Temperatur (oft für Motorschutz).
- Halbleitersensoren: Integrierte Schaltkreise (ICs), die eine temperaturproportionale Spannung oder Strom ausgeben. Kompakt und kostengünstig.
- Infrarotsensoren (Pyrometer): Berührungslose Temperaturmessung durch Erfassung der von einem Objekt abgestrahlten Infrarotstrahlung. Für hohe Temperaturen oder bewegte Objekte.
Das Ausgangssignal wird oft von einem Messumformer in ein standardisiertes Analogsignal (z.B. 4-20 mA) oder ein digitales Signal (IO-Link) umgewandelt.
Anwendungsbereiche in der Automatisierung:
Temperatursensoren sind unverzichtbar in allen Industrien:
- Öfen, Klimakammern, Heizsysteme, Kühlanlagen.
- Prozesskontrolle in der Chemie, Pharma, Lebensmittelindustrie.
- Motorüberwachung (Übertemperatur).
- Klimatisierung von Schaltschränken und Gebäuden.
- Qualitätssicherung bei thermischen Prozessen.
- Energiemanagement.
→ Siehe auch: Sensor, Analogeingang, Messumformer, PID-Regler, Feuchtigkeitssensor, E5CC
