Thermoelemente
Materialien für Thermopaare
Die meisten elektrischen Leiter liefern ein thermoelektrisches Signal, wenn sie sich in einem Temperaturgradienten befinden. Wenn man allerdings die Spanne des zu messenden Temperaturbereiches sowie Forderungen nach Linearität und Wiederholbarkeit der Messung in Betracht zieht, ergibt sich eine eingeschränkte Materialauswahl für Thermopaare. Über mehrere Jahrzehnte war die Auswahl geeigneter thermoelektrischer Werkstoffe das Hauptanliegen der Forschung, der Hersteller sowie staatlicher Institute. Mit den heute zur Verfügung stehenden Werkstoffen kann mit Thermopaaren im Temperaturbereich von -270°C bis 2600°C gemessen werden. Allerdings kann nicht der gesamte Bereich mit einem einzigen Thermopaar abgedeckt werden. Dem Anwender stehen zehn genormte Thermopaare zur Auswahl. Jede Materialkombination besitzt einen definierten Anwendungstemperaturbereich sowie spezifische Eigenschaften. Die DIN EN 60584 Teil 1 von 1996 definiert acht der zehn Thermopaare; die Typen K, T, J, N und E, sowie die Platin-Thermopaare R, S und B. Neben den Grundwertreihen der Thermospannungen legt diese Norm das international anerkannte System der Kennbuchstaben zur Unterscheidung der Thermopaare fest. Die ebenfalls verwendeten Typen U und L sind in der nationalen Norm DIN 43710 von 1985 beschrieben und besitzen die gleichen Thermopaarungen wie die Typen T und J. Die „alten Typen“ U und L sind noch aus historischen Gründen verfügbar; es ist allerdings zu erwarten, dass sie von den modernen Thermopaaren Typ T und J in naher Zukunft abgelöst werden.
Neben den genormten Thermopaaren existiert noch eine Reihe nicht genormter Materialkombinationen mit sehr spezifischen Eigenschaften. Am bekanntesten sind die Wolfram/Wolfram-Rhenium-Thermopaare vom Typ G, C und D oder, wie sie früher bezeichnet wurden, W, W5 und W3. Sie erlauben einen Anwendungstemperaturbereich bis 2600°C.
Im allgemeinen unterscheidet man Thermopaare in zwei Kategorien: Thermopaare aus Edelmetallen, wie die Platin/Platin-Rhodium-Typen, und Thermopaare aus unedlen Metallen, wie zum Beispiel Nickel-Chrom/Nickel und Eisen/Kupfer-Nickel. Platin-Thermopaare sind generell zuverlässiger und stabiler. Sie sind allerdings auch sehr viel teurer. Ihr nutzbarer Messbereich erstreckt sich von Zimmertemperatur bis 2000°C, für kurzzeitigen Einsatz von –270°C bis 3000°C. Der Temperaturbereich für unedle Thermopaare ist sehr viel eingeschränkter und liegt üblicherweise zwischen 0 und 1200°C, ebenfalls etwas grösser bei kurzzeitigem Betrieb. Im Vergleich zu den edlen Thermopaaren haben sie den Vorteil, dass ihr Ausgangssignal grösser ist.
Ein weiteres Problem der unedlen Thermopaare liegt im Mangel der thermoelektrischen Stabilität, vor allem der häufig eingesetzte Typ K leidet hierunter. Auch die Typen E, T und J haben in jüngster Zeit diese Kritik erfahren. Daraus erklärt sich das gesteigerte Interesse am Thermopaar Typ N (Nicrosil-Nisil) mit der Aussicht auf Edelmetalleigenschaften zu den Preisen der unedlen Thermopaare. Der Typ N besitzt ausserdem einen etwas grösseren Anwendungstemperaturbereich als die Platin-Thermopaare aber Ausgangssignale in ähnlicher Höhe wie die unedlen Thermopaare.
Stabilitätsprobleme und das Thermopaar Typ N
Bei Thermopaaren können Stabilitätsprobleme in verschiedenen Formen auftreten. Als erstes gibt es die Langzeitdrift, die bei Dauereinsatz in hohen Temperaturen entsteht. Hauptsächlich wird sie durch Änderung der Materialzusammensetzung, durch Oxidation oder Neutronenbeschuss in radioaktiven Umgebungen verursacht. Bei Temperaturen über 800°C kann beim Typ K durch Oxidation in Luft die Homogenität der Thermodrähte gestört werden, was zu Fehlern von mehreren Prozent der Thermospannung führt. Wenn Thermopaare in gasdichten Schutzhüllen mit einem begrenzten Luftvolumen eingebracht werden, kann es zur Oxidation des Chromanteils in den Leitern kommen. Bei Neutronenbeschuss entsteht das Problem der Kernumwandlung (Transmutation), was ähnliche Auswirkungen hat.
Ausserdem entstehen bei unedlen Thermoelementen durch Temperaturwechselbeanspruchung zyklische Kurzzeitänderungen der Thermospannungen (Hysterese). Auch hier zeigt Typ K im Bereich zwischen 250°C und 600°C Probleme. Gründe hierfür sind meistens magnetische und strukturelle Inhomogenitäten im Werkstoff. Bei einer Temperatur von 400°C kann das zu einem Fehler von bis zu +/-5K führen.
Bei mineralisolierten Mantelthermoelementen entstehen zeitabhängige Änderungen der Thermospannungen, beeinflusst durch deren Materialzusammensetzung sowie durch magnetische Einwirkungen. Diese können, je nach Werkstoff, bei verschiedenen Temperaturen auftreten. Beispielsweise ergibt sich beim Thermopaar Typ K eine Veränderung in der Materialzusammensetzung durch Diffusion von Magnesium- und Aluminiumatomen im negativen Thermoschenkel durch das Mineralpulver hindurch in den positiven Leiter. Das verursacht eine Verschiebung der Thermospannungen. Beim Thermoelement Typ N können durch die neu entwickelte Zusammensetzung seiner Legierungen solche Instabilitäten vermieden oder zumindest erheblich reduziert werden. Dies gilt für die temperaturabhängigen, die zeitabhängigen sowie die magnetischen und strahlungsbedingten Effekte. Im wesentlichen wird die höhere Oxidationsbeständigkeit durch die Kombination eines höheren Chrom- und Siliziumanteils im positiven Thermoschenkel (Nicrosil) und höhere Anteile an Silizium und Magnesium im negativen Thermoschenkel (Nisil) erzielt. Dadurch entsteht eine Art Diffusionsbarriere. Diese gibt dem Typ N, im Vergleich zu seinen Konkurrenten aus unedlen Metallen, eine wesentlich bessere Beständigkeit bezüglich der Langzeitdrift. Ausserdem erhöht sich durch das Fehlen von Magnesium, Aluminium und Kupfer im negativen Leiter die Stabilität in radioaktiven Umgebungen. Das Problem der Diffusion bei Mantelthermoelementen ist beim Typ N praktisch eliminiert, da beide Thermoschenkel nur Spuren von Magnesium und Aluminium enthalten.
Wenn man die Hysterese bei Temperaturwechselbeanspruchung betrachtet, so ist sie ebenfalls auf Grund des hohen Chromanteils im positiven Leiter und der Siliziumanteile im negativen Schenkel drastisch reduziert. Für den Typ N ist die Hysterese zwischen 200°C und 1000°C mit einem Höchstwert von 2 bis 3K bei 750°C angegeben. Im Vergleich dazu betragen die hysteresebedingten Abweichungen 7 bis 10K bei den konventionellen Thermopaaren.
Auswahl von Thermopaaren
Zur Auswahl des geeigneten Thermopaares für eine spezifische Messanwendung müssen die physikalischen und chemischen Umgebungsbedingungen, die Aufenthaltsdauer in der Messzone, die erwartete Standzeit sowie die Genauigkeitsanforderungen berücksichtigt werden. Zusätzlich müssen bei unedlen Thermopaaren weitere Kriterien wie die Empfindlichkeit und die Verträglichkeit mit der vorhandenen Messumgebung berücksichtigt werden.
Thermopaare - Normen und Grundwertreihen der Thermospannungen
Eine Vielzahl von Materialpaarungen mit spezifischen thermoelektrischen Eigenschaften wurde zur Herstellung von praktischen Thermopaaren erprobt. Die erforderliche Austauschbarkeit in der industriellen Anwendung und die Wirtschaftlichkeit der Massenproduktion haben zu einer Standardisierung der Materialkombinationen geführt. Dies ergibt eine relativ kleine Anzahl von genormten Thermopaaren, mit denen der Grossteil aller Temperaturmessanwendungen abgedeckt werden kann.
Heute gebräuchliche Werkstoffe für Thermopaare entsprechen den Grundwertreihen der DIN EN 60584 Teil 1 und 2 sowie der DIN 43722 bzw. der DIN 43710. Die in den Normen enthaltenen Grundwertreihen tabellieren die jeweiligen Spannungswerte mit einer Auflösung von 1 µV gegenüber den entsprechenden Temperaturwerten mit einer Auflösung von 1°C. So beinhaltet die DIN EN 60584 acht Thermopaare, die durch international anerkannte Kennbuchstaben unterschieden werden. Die vollständigen Grundwertreihen und Klassen der Grenzabweichungen sind in der DIN EN 60584 aufgeführt. Es ist zu erwähnen, dass diese Tabellen nicht die Bauart und die Abmessungen der Temperaturfühler sowie die Schutzarmaturen beschreiben.
Eine kurzer Überblick über die genormten Thermopaare, deren Materialkombinationen sowie ihre Anwendungstemperaturbereiche sind in folgenden Tabellen dargestellt. Die Platin-Thermopaare sind in der ersten, Thermopaare aus unedlen Metallen in der zweiten Tabelle aufgeführt. An dieser Stelle wollen wir die verschiedenen Thermopaare kurz vorstellen und deren spezifischen Eigenschaften und Anwendungsbereiche erläutern. Hierbei ist zu beachten, dass bei Thermopaaren aus unedlen Metallen die angegebene maximale Betriebstemperatur nicht unbedingt massgebend ist. Diese muss in Zusammenhang mit dem Drahtdurchmesser und den zulässigen Betriebstemperaturen für die Isolationsmaterialien gesehen werden.
Edelmetall-Thermoelemente:
| Internationaler Kennbuchstabe | Materialkombination | Temperaturbereich |
| S | Pt-1O%Rh (+) Pt (-) | 0 bis +1550°C |
| R | Pt-13%Rh (+) Pt (-) | 0 bis +1600°C |
| B | Pt-30%Rh (+) Pt-6%Rh (-) | +100 bis +1600°C |
Platin-10%Rhodium/Platin: Thermopaar Typ S
Das Thermopaar Typ S kann in oxidierender oder inerter Atmosphäre dauerhaft bei Temperaturen bis zu 1600°C und kurzzeitig bis zu 1700°C eingesetzt werden. Für Hochtemperaturanwendungen werden Isolationswerkstoffe und Schutzrohre aus hochreiner Aluminium-Oxidkeramik verwendet. Wegen seiner Empfindlichkeit gegenüber schwefel- und phosphorhaltigen Gasen benötigt dieses Thermopaar eine gasdichte Schutzhülle. Bei Temperaturen oberhalb von 1000 ° können Fremdstoffe und Metalldämpfe eindiffundieren und Veränderungen der thermoelektrischen Eigenschaften hervorrufen. Zu Verschleiss durch Diffusion kann auch der Dauerbetrieb in erhöhten Temperaturen führen, wobei das Platin durch Rhodiumanteile verunreinigt wird.
PIatin-13%Rhodium/PIatin: Thermopaar Typ R
Dieses Thermopaar Typ R ist dem Typ S sehr ähnlich und hat weitgehend identische Eigenschaften. Der Typ R wird generell wegen seines höheren Ausgangssignals und seiner besseren Stabilität gegenüber dem Typ S bevorzugt.
Platin-30%Rhodium/PIatin-6%Rhodium: Thermopaar Typ B
Typ B ist eine jüngere Entwicklung aus den 50-er Jahren und kann dauerhaft bis zu 1600°C und kurzzeitig bis 1700°C eingesetzt werden. Er ähnelt in weiter Hinsicht den anderen Edelmetalltypen S und R, wobei sein Ausgangssignal etwas kleiner ist und er deshalb üblicherweise nicht unter 600°C eingesetzt wird. Ein interessanter praktischer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass das Ausgangssignal zwischen 0°C und 50°C vernachlässigbar klein ist. Das macht eine Vergleichsstellenkompensation überflüssig.
NickeI-Chrom/Nickel-Aluminium: Thermopaar Typ K
Das Thermopaar Typ K wird in der industriellen Messtechnik noch immer am häufigsten verwendet. Es wurde hauptsächlich für oxidierende Umgebungen entwickelt und muss bei andersartigen Umgebungen besonders geschützt werden. Die maximale Dauerbetriebstemperatur liegt bei 1100°C, im Kurzzeitbetrieb können sogar bis zu 1350°C gemessen werden. Bei Erwärmung über 850°C kann es durch Oxidation zu irreversiblen Veränderungen der thermoelektrischen Eigenschaften kommen, die zu bleibenden Messabweichungen führen. Typ K kann auch im Niedertemperaturbereich und in der Tieftemperaturmesstechnik bis zu –250°C eingesetzt werden.
Obwohl Typ K eine geringere Stabilität im Temperaturbereich zwischen 250°C und 600°C als die anderen unedlen Thermopaare aufweist, wird er auf Grund seiner breiten Anwendungsmöglichkeiten und seines Preisvorteils häufig verwendet. Speziell im Bereich zwischen 300°C und 500°C kann es zu hysteresebedingten Fehlern von mehreren Grad kommen. Obwohl Typ K wegen seiner relativ guten Strahlungshärte bevorzugt bei radioaktiven Anwendungen verwendet wird, stellt Typ N heutzutage eine weitaus bessere Alternative dar.
Thermopaare aus unedlen Metallen:
| Internationaler Kennbuchstabe | Materialkombination | Temperaturbereich |
| K | Ni-Cr (+) Ni-Al (-) | 0 bis +1100°C |
| T | CU (+) Cu-Ni (-) | -185 bis +300°C |
| J | Fe (+) Cu-Ni (-) | +20 bis +700°C |
| E | Ni-Cr (+) Cu-Ni (-) | 0 bis +800°C |
| N | Ni-Cr-Si (+) Ni-Si (-) | 0 bis +1250°C |
Kupfer/Kupfer-Nickel: Thermopaar Typ T
Das ursprünglich als Kupfer-Konstantan bezeichnete Thermopaar sollte nicht mit dem in der DIN 43710:1985 definierten Typ U verwechselt werden. Dieses Thermopaar hat eine Marktnische in der Labor-Temperaturmessung im Bereich zwischen –250°C und +400°C gefunden. Allerdings korrodiert der Kupfer-Thermoschenkel oberhalb dieser Temperaturen sehr schnell. Im Bereich zwischen –200°C und +200°C ist es sehr zuverlässig (+/-0,1K). Zu beachten sind die hohe thermische Leitfähigkeit des Kupferdrahtes und die Tatsache, dass die Kupfer-Nickel Legierung des negativen Thermoschenkels nicht dieselbe Materialzusammensetzung wie der Typ J aufweist und somit nicht austauschbar ist.
Eisen/Kupfer-Nickel: Thermopaar Typ J
Typ J wird üblicherweise als Eisen-Konstantan-Thermopaar bezeichnet und ist nicht zu verwechseln mit dem ,,alten Typ L“der in DIN 43710 festgelegt ist. Dieses Thermopaar ist eines der wenigen, die man in aggressiven Umgebungen einsetzen kann. Jedoch ist es ab 550°C stark oxidationsgefährdet. Die Maximaltemperatur für Daueranwendungen liegt bei 700°C; kurzzeitige Messungen können bei Temperaturen bis zu 750°C durchgeführt werden. Die minimale Temperatur liegt bei –210°C. Bei Temperaturen unterhalb der Zimmertemperatur kann die Luftfeuchtigkeit im Fühler kondensieren und zur Durchrostung des Eisenleiters führen. Ausserdem versprödet das Material bei tiefen Temperaturen.
Nickel-Chrom/Kupfer-Nickel: Thermopaar Typ E
Das als Chromel-Konstantan bekannte Thermopaar Typ E zeichnet sich durch sein grosses Ausgangssignal aus. Typ E liefert das stärkste Signal unter den standardmässig verwendeten Thermopaaren, obwohl diese Tatsache heutzutage durch die Verfügbarkeit von guten elektronischen Messverstärkern kaum noch Bedeutung hat. Der nutzbare Temperaturbereich erstreckt sich von –40°C für Tieftemperaturanwen-dungen bis zu 900°C in oxidierenden und inerten Gasen. Durch seine hohe Stabilität im Vergleich zu Typ K ist es für Temperaturmessungen mit hohen Genauigkeits-anforderungen besser geeignet. Im Vergleich zu Typ E weist nur noch der Typ N eine bessere Stabilität auf.
Nickel-Chrom-Silizium/Nickel-Silizium: Thermopaar Typ N
Typ N (Nicrosil-Nisil) wurde als der revolutionäre Nachfolger des Thermopaares Typ K angekündigt, da es bei ähnlichen thermoelektrischen Eigenschaft nicht dessen Schwächen aufweist. Es besitzt eine weitaus geringere oxidationsbedingte Drift, und Probleme wie Hysterese und Instabilität treten nicht auf. Typ N kann in weiteren Temperaturbereichen als Typ K eingesetzt werden: Von 0°C bis 1100°C im Dauerbetrieb und bei kurzzeitigen Anwendungen von –270°C bis 1300°C. Im wesentlichen wurde die Oxidationsbeständigkeit durch die Kombination höherer Anteile an Chrom und Silizium im positiven Thermoschenkel (Nicrosil) verbessert. Zudem bilden im negativen Thermodraht ein höherer Silizium- und Magnesiumanteil eine schützende Diffusionsbarriere. Der Typ N hat eine stark verbesserte Stabilität zwischen 300°C und 500°C, die dem Typ K in diesem Bereich fehlt. Bei dem Typ N liefern die hohen Anteile an Chrom und Silizium eine verbesserte magnetische Stabilität. Ausserdem leidet Typ N nicht an Langzeitdrift-Problemen verbunden mit Diffusion in mineralisolierten Mantel-Thermoelementen. (Dabei handelt es sich hauptsächlich um Diffusion des Magnesiums und Aluminiums aus dem negativen Thermodraht in den positiven Thermoschenkel). Diffusion ist beim Typ N praktisch ausgeschlossen, da beide Leiter nur Spuren von Magnesium und Aluminium enthalten. Und zuguterletzt ist die Stabilität gegenüber radioaktiver Strahlung verbessert, da der negative Thermoschenkel kein Magnesium, Aluminium und Kupfer enthält. Typ N, der Neuling im Feld der Temperaturmessung mit Thermopaaren, wurde 1984 in die DIN IEC 584 aufgenommen und anschliessend in die DIN EN 60584:1996 eingegliedert. Nach seinem Erscheinen wurde behauptet, dass Typ N die anderen unedlen Thermopaare (E, J, K und T) überflüssig machen würde. Ein weiterer Anspruch, den Hersteller und Konfektionierer geltend machen, ist, dass der Typ N viele der Eigenschaften der Edelmetall-Thermopaare besitzt und dennoch zu den Preisen der unedlen Thermopaare verfügbar ist. In der Tat kann Typ N bis zu einer maximalen Temperatur von 1280°C, selbstverständlich abhängig von den Einsatzbedingungen, anstelle der Thermopaare vom Typ R oder Typ S verwendet werden, die das 10- bis 20-fache kosten. Obwohl die Akzeptanz des Typ N langsamer wächst als anfänglich angenommen, ist zu erwarten, dass sich mit der Entwicklung von Nicrobell und ähnlichen Legierungen und deren Einsatz für Schutzrohre bei hohen Temperaturen das Einsatzgebiet für Thermopaare vom Typ N ausweitet. Es gibt keinen Zweifel daran, dass Typ N grundsätzlich ein höherwertigeres Thermopaar im Vergleich zu den anderen unedlen Typen darstellt.
Nicht Genormte Thermopaare
Obgleich über die Jahre viele nicht genormte Thermopaare entwickelt wurden, sind diese, mit Ausnahme von ganz speziellen Anwendungsfällen, aufgrund historischer Gegebenheiten heutzutage fast nicht mehr in Gebrauch. Vier nicht in der Norm erfasste Thermopaare haben dennoch ihren Platz in der elektrischen Temperaturmessung beibehalten.
Wolfram/Rhenium Thermopaar
Drei Varianten dieser Kombination sind üblicherweise verfügbar:
- Typ G Wolfram/Wolfram-26%Rhenium
- Typ C Wolfram-5%Rhenium/Wolfram-26%Rhenium
- Typ D Wolfram-3%Rhenium/Wolfram-25%Rhenium
Früher waren diese auch unter den Kennbuchstaben W, W5 und W3 bekannt. Unter ihnen ist der Typ G der preisgünstigste; allerdings kann es durch Versprödung des Wolframleiters zu Problemen kommen. Alle drei Typen können bis ca. 2600°C eingesetzt werden, kurzzeitig auch im Vakuum oder in reinem Wasserstoff. In Inertgas sind sie sogar bis 2750°C einsetzbar. Allerdings kann es bei Temperaturen oberhalb von 1800°C durch Verdampfung des Rheniums zum Versagen der Fühler kommen. Als lsolationsmaterialien werden gewöhnlich Berylliumoxid- und Thoriumoxid-Keramiken empfohlen. Diese Materialien reagieren im oberen Temperaturbereich mit den Leitermaterialien und führen so zu irreversiblen Veränderungen der thermoelektrischen Eigenschaften.
Iridium-40%Rhodium/lridium
Bemerkenswert ist dieses Thermopaar weil es als einziges (kurzfristig) bis zu 2000°C ohne Schutzarmaturen verwendet werden kann. Dieser Fühler kann ebenfalls im Vakuum und in inerter Gasatmosphäre eingesetzt werden. Allerdings muss auf Versprödung nach dem Gebrauch bei hohen Temperaturen geachtet werden. Der Anwender muss sich auf eine Kalibrierung durch den Hersteller oder ein Kalibrierlabor verlassen.
Platin-40%Rhodium/Platin-20%Rhodium
Dieser Typ wird an Stelle des Thermopaares Typ B empfohlen, wenn höhere Temperaturen gefordert sind. Er kann dauerhaft bei 1700°C und für kurzzeitige Messungen bis zu 1850°C verwendet werden. Darüber hinaus gelten die Anwendungsregeln wie für den Typ S. Wie beim vorherigen Thermopaar gibt es auch hier keine normierten Grundwertreihen der Thermospannungen, jedoch ist gewöhnlich eine Kalibrierung durch den Hersteller verfügbar.
Nickel-Chrom/Gold-0,07%Eisen
Dies ist das ideale Thermopaar für die Tieftemperaturmesstechnik. Dieser Typ wurde entwickelt, um Temperaturen unter –272°C zu messen. Die entsprechenden Grundwertreihen sind üblicherweise durch den Hersteller verfügbar.
IEC 584 Teil 3: Grenzabweichungen und Kennzeichungssysteme für Thermo- und Ausgleichsleitungen
Thermo- und Ausgleichsleitungen werden eingesetzt, um die Wegstrecke zwischen dem Fühler und der Auswerteelektronik mit einem vergleichsweise preiswerten Kabel zu überbrücken. Thermoleitungen werden mit Leitern aus dem gleichen Material wie die entsprechenden Thermopaare hergestellt. Dagegen haben Ausgleichsleitungen Leiter aus Sonderwerkstoffen, die nur in einem eingeschränkten Temperaturbereich die gleichen thermoelektrischen Eigenschaften besitzen wie das entsprechende Thermopaar.
Thermo- und Ausgleichsleitungen sind in ihren elektrischen und mechanischen Eigenschaften in der Norm DIN 43722 :1994 festgelegt. Die DIN 43722:1994 enthält das in der europäischen Norm IEC 584 Teil 3: 1989 beschriebene, international anerkannte Kennzeichnungssystem sowie die zulässigen Grenzabweichungen für Thermo- und Ausgleichsleitungen. Die Grenzabweichungen von Thermo- oder Ausgleichsleitungen geben die maximal zusätzlichen Abweichungen in µV an, die in einem Messkreis entstehen, wenn Thermo- oder Ausgleichsleitungen verwendet werden. Diese Abweichungen müssen zu den Grenzabweichungen der Thermopaare sowie anderen auftretenden Fehlerquellen addiert werden, um die Gesamtabweichung zu berechnen. Das in der IEC 584 Teil 3 bzw. der DIN 43722 beschriebene Kennzeichnungssystem ermöglicht keine farbliche Unterscheidung zwischen Thermo- und Ausgleichsleitungen, sondern nutzt hierzu Kennbuchstaben. Bei den Thermoleitungen wird dem Kennbuchstaben des Thermopaares ein "X" (eXtension leads) nachgestellt, und bei den Ausgleichsleitungen wird ein "C" (Compensating leads) angefügt.
Thermoelemente nach DIN EN 60584-1 und DIN 43710
Thermoelemente sind in der DIN EN 60584-1 und DIN 43710 mit ihren Spannungsreihen, zulässigen Toleranzen und in der Farbkennzeichnung genormt.
Farbkennzeichnung für Thermoelemente nach DIN EN 60584:
| Element | Typ | Mantel | Plusschenkel | Minusschenkel |
| Cu-CuNi | "T" | braun | braun | weiss |
| Fe-CuNi | "J" | schwarz | schwarz | weiss |
| NiCr-Ni | "K" | grün | grün | weiss |
| NiCrSi-NiSi | "N" | lila | lila | weiss |
| NiCr-CuNi | "E" | violett | violett | weiss |
| Pt10Rh-Pt | "S" | orange | orange | weiss |
| Pt13Rh-Pt | "R" | orange | orange | weiss |
Farbkennzeichnung für Thermoelemente nach DIN 43710:
| Element | Typ | Mantel | Plusschenkel | Minusschenkel |
| Fe-CuNi | "L" | blau | rot | blau |
| Cu-CuNi | "U" | braun | rot | braun |
Hier ist zu beachten, dass in der DIN EN 60584 und der DIN 43710 Thermoelemente vom Typ Fe -CuNi ("J" und "L") wie auch Cu-CuNi ("T" und "U") genormt sind, deren Spannungsreihen nicht übereinstimmen. Sie sind nicht austauschbar!
