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Definition der Temperatur zum Verständnis der Funktion des Thermometer
Bei der Temperatur handelt es sich um eine der sieben Basisgrößen des internationalen Einheitensystems. Im Allgemeinen ist sie die Messgröße, mit welcher man am vertrautesten ist. Außerdem gilt sie als wichtigste Messgröße bei allen Produktionsprozessen. So sind ca. ein Drittel aller Messstellen im Bereich von verfahrenstechnischen Anlagen Messungen der Temperatur. Um eine Temperatur eindeutig festlegen zu können, sind immer zwei Fixpunkte sowie eine lineare Einteilung erforderlich. Allgemein wird die Temperatur in der Einheit Grad Celsius mit dem mit dem Einheitenzeichen °C eingeteilt. Diese Einheit kommt ursprünglich aus den festgelegten Fixpunkten von Wasser. Es wird der Gefrier – sowie der Siedepunkt von Wasser gewählt und danach wird das Intervall in 100 Teile eingeteilt. Des Weiteren wird auch die Einheit Kelvin mit dem Einheitenzeichen K oft gebraucht. Dabei wurde der untere Fixpunkt der niedrigsten Temperatur, welche physikalisch gesehen, möglich ist, dem Wert 0 zugeteilt. Hier wird vom absoluten Nullpunkt gesprochen. Hierbei übernahm man die Einteilung von Wasser. Dadurch legte man den absoluten Nullpunkt bei -273,15°C fest, 0°C = 273,15K. Wenn es an die Praxis geht, macht man Temperaturangaben normalerweise in der Einheit °C und Temperaturdifferenzen in der Einheit Kelvin K.
Messprinzipien der Temperatur mit einem Thermometer
Die Temperatur hat auf verschiedene Art und Weise eine physikalische Wirkung auf Materialen. So führt sie beispielsweise
- bei festen und flüssigen Materialien zu Änderungen des Volumen und der Längen
- bei gasförmigen Stoffen in geschlossenen Gefäßen zu Änderungen des Drucks
- bei Halbleitern und Metallen zu elektrischer Widerstandsänderung
Aus diesem Grund kann die Temperatur unterschiedlich gemessen werden. Im Bereich der Industrie werden in der Praxis hauptsächlich die berührenden Messverfahren eingesetzt. Hierzu gehören
- mechanische Berührungsthermometer
- elektrische Berührungsthermometer
Verschiedene Arten eines Thermometer
Zu der Gruppe des mechanischen Berührungs-Thermometer zählt der allgemein bekannte Thermometer aus Glas. Hier können Sie aus der Höhe eines Flüssigkeitsfadens die Temperatur ablesen. Des Weiteren gibt es auch Thermometer, die mit mit Flüssigkeit oder Gas gefüllten sind. Bei diesen ist der Innendruck das Temperaturmaß. Zu dieser Gruppe zählen genauso Metallstab-Ausdehnungsthermometer (Bimetall). Da mechanische Temperaturmessgeräte in ihrem Aufbau einfach, robust und zuverlässig und zudem keine Fremdenergie benötigen, um zu funktionieren, sind diese recht beliebt. Die zweite Art eines Temperaturmessgeräts ist der elektrische Berührungsthermometer. Dieser gewinnt zunehmend an Bedeutung, Sie seine Ausgangssignale fernübertragen, anzeigen, registrieren und weiterverwenden können. Darüber hinaus können Sie seine Bauform sowie Größe abhängig von den Messaufgaben anpassen. Hier können beispielsweise Thermoelemente und Widerstandsthermometer genannt werden.