Günther GmbH Temperaturmesstechnik | Technische Informationen zu Widerstandsthermometern
10. Eigenerwärmungsfehler
Um den Widerstand bei einer entsprechenden Temperatur bestimmen zu können muss der Messwiderstand nach dem jeweiligen Schaltbild angeschlossen werden, d.h. es muss ein Strom durch den Messwiderstand fliessen. Dieser Strom erzeugt in dem Messwiderstand eine Wärmeleistung, die wie folgt beschrieben ist:
Nw = I2 * Rt
Diese Leistung wird in dem Messwiderstand in Wärme umgesetzt und verfälscht somit das Messergebnis.
In der DIN EN 60751 wird ausgesagt, dass die eingebrachte Verlustleistung = 0,1mW sein soll. Dieser Fehler wird allgemein als "Eigenerwärmungs- Koeffizient" (EK) bezeichnet und wird in K / mW angegeben.
Dieser Koeffizient beträgt lt. Herstellerangaben gemessen in Wasser, bei
- Glas-Messwiderständen: zwischen 0,04 und 0,4 K/ mW
- Keramik-Messwiderständen: zwischen 0,06 und 0,21 K/ mW
- Schicht-Messwiderständen: 0,1 und 0,3 K/ mW
Diese grossen Streubreiten zeigen an, dass dieser Wert stark an die Bauform des Messwiderstandes gekoppelt ist. Dies bedeutet aber, dass bei der Weiterverarbeitung der Messwiderstände, z.B. durch Einbau in Messeinsätze, darauf geachtet werden muss, das bei dem Einbau nur Materialien verwendet werden die eine sehr gute Wärmeankoppelung bzw. Wärmeleitung sicherstellen da sonst dieser EK deutlich ansteigt.
Bei einem Messeinsatz, z.B. Ausführung nach DIN 43762, liegt dieser Selbsterwärmungs Koeffizient für
- Einfach - Widerstände zwischen 0,015 und 0,038 K/ mW und für
- Doppel - Widerstände zwischen 0,02 und 0,045 K/ mW.
Es ist weithin zu beachten das durch die noch notwendige Schutzarmatur ein mittlerer Wert von ca. 0,15 K/ mW erreicht wird.
Durch die Formel:
EK= DJ/ NW (K/mW)
lässt sich durch Umstellen in
DJ=EK * NW ((K*mW)/ mW)
für jeden Messstrom der zu erwartende, durch die Eigenerwärmung ausgelöste Messfehler berechnen.