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Temperatur-Datenlogger

dydaqlog ist ein Temperatur-Datenlogger. Die Überwachung und Erfassung von Temperaturen ist eine häufig wiederkehrende Messaufgabe. In vielen Anwendungsbereichen wie der Umwelttechnik, der Landwirtschaft, der Prozesstechnik oder der Produktion sind exakte  Informationen über Temperaturen und Temperatur-Verläufe zur Steuerung oder für die Einhaltung von Qualitätsvorgaben sehr wichtig. Aus diesem Grund haben wir unseren dydaqlog Datenlogger so ausgestattet, dass man Sensoren zur Temperaturmessung direkt anschließen kann.

Thermoelemente und Widerstandsthermometer (RTD) sind hierbei die beiden am häufigsten eingesetzten Sensortypen. Der Erste Schritt, um Temperaturen zu messen, ist die Auswahl eines geeigneten Sensors. Der nachfolgende Text soll dazu eine kleine Hilfestellung sein.

Thermoelemente:

Werden zwei Drähte aus unterschiedlichem Material an beiden Enden zusammengefügt und eine Seite erwärmt, fließt durch diesen Kreis ein Strom. Dieses Verhalten beruht auf dem so genannten Seebeck-Effekt. Bleibt das eine Ende offen, kann an dieser Stelle eine Spannung gemessen werden, die proportional zur Temperatur am anderen, dem  „heißen Ende“ ist.

Ein Vorteil der Messung mit Thermoelementen ist der große Temperaturbereich – dieser liegt bei Thermoelementen des  Typs K zwischen −270 bis +1300 °C. Thermoelemente haben zudem einen günstigen Preis und sind einfach im Gebrauch. Ein Problem liegt allerdings im Anschluss, denn an den Anschlussklemmen des Messgerätes – der so genannten „Kaltstelle“ - kommt es wiederum zu einer Änderung des Leiter-Materials und damit zu einer weiteren Thermospannung. Diese unerwünschte Thermospannung muss genau gemessen und abgezogen werden – das ist die „Kaltstellenkompensation“.

ACHTUNG FALLE: Müssen die Leitungen eines Thermoelements verlängert werden, dann nur mit dem gleichen Material. Diese Verlängerung heißt "Ausgleichsleitung". Bei Verlängerung mit einem einfachen Kupferkabel würde eine Kaltstelle erzeugt, deren Temperatur von der Vergleichsmessstelle am Messgerät abweicht und die den Messwert verfälscht.

Thermospannungen sind sehr klein und müssen für die Messung verstärkt werden. Die durch Kaltstellenkompensation und hohe Verstärkung entstehenden Messfehler sind allerdings unerheblich im Vergleich zu der durch den Sensor vorgegebenen Messungenauigkeit. Beim oben angeführten Thermoelement Typ K liegt diese bei +/- 2,5 °C, in der höheren Genauigkeitklasse 1 bei +/- 1,5 °C.

Widerstandsthermometer:

Für Temperaturmessung mit höheren Genauigkeitsanforderungen kann ein Widerstands-Temperaturfühler eingesetzt werden – ein Sensor, dessen Prinzip auf der Temperaturabhängigkeit eines Widerstandes beruht. Ein häufig verwendeter Sensor ist der Pt100. Pt definiert das verwendete Widerstandsmaterial Platin und 100 ist der Widerstandswert in Ohm bei einer Temperatur von 0 °C. Der Messbereich eines Pt100 Widerstandsfühlers ist von – 200 bis + 850 °C definiert. Die Genauigkeit in der schlechtestem Klasse C beträgt +/- 0,6 °C, in der Klasse AA sogar +/- 0,1 °C. Der Widerstandsfühler ist hier einem Thermoelement also deutlich überlegen. Allerdings ist ein Widerstandsthermometer deutlich teurer als ein Thermoelement und auch die Messschaltung ist aufwändig.

Um den temperaturabhängigen Widerstand messen zu können, muss dieser von einem Konstantstrom durchflossen werden. Damit dieser Strom auch wirklich konstant und genau ist, muss einiger schaltungstechnischer Aufwand betrieben werden. Dazu gehört auch die Verwendung der „4-Leiter-Technik“. Hierbei wird der Strom über ein zusätzliches Leitungspaar durch den Sensor geleitet, damit der Leitungs-Widerstand der eigentlichen Messleitungen den Messwert nicht verfälscht. Ausserdem darf der Strom durch den Fühler nicht zu groß sein, denn sonst würde dieser den Widerstand zusätzlich erwärmen. Dadurch ist die gemessene Spannung über dem Widerstand recht klein und muss verstärkt werden. Dennoch ist der Widerstandsfühler in der Regel genauer als ein Thermoelement.

Die Vor- und Nachteile der Sensoren sind also für eine Entscheidung über den Einsatz genau abzuwägen. Beide Sensortypen können an den dydaqlog Temperatur-Datenlogger direkt angeschlossen werden. Nach Konfiguration im Webinterface wird automatisch der Konstantstrom eingestellt oder die Thermospannung der Kaltstelle kompensiert. Zu beachten ist hier, dass bis zu 16 Thermoelemente an einen dydaqlog Datenlogger angeschlossen werden können, aber nur 8 Widerstandsthermometer (RTD). Da für Widerstandsfühler vier Anschlussklemmen benötigt werden, halbiert sich die Anzahl der Kanäle. Beide Sensorarten können selbstverständlich auch parallel betrieben werden, denn die Eingangskanäle des dydaqlog Temperatur-Datenloggers können individuell konfiguriert werden.

Wenn Sie sich von der Leistungsfähigkeit unseres dydaqlog Datenlogger selbst überzeugen wollen, dann probieren Sie diesen Link zum Online-Logger. Hier können Sie schalten und walten und eine eigenen Messapplikation programmieren.

Anwendungsbeispiele:

• Monitoring/(Fern)Überwachung von Produktionsanlagen
• Monitoring/(Fern)Überwachung von Maschinendaten
• Monitoring/(Fern)Überwachung von Umweltdaten
• Monitoring/(Fern)Überwachung von Gewächshäusern/Bio-Kraftwerken

Video-Clips zur Inbetriebnahme und Anwendung unseres dydaqlog Datenloggers finden Sie hier.

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