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WWK II (Fach) / Temperaturmessung (Lektion)

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• Womit kann man die Temperatur messen? → prinzipiell können alle Stoffe verwendet werden, die mit der Temperatur eine (physikalische oder chemische Eigenschaft verändern. → Thermometer müssen kalibiert sein!
• Thermometer - misst zuerst einmal seine eigene Temperatur (Ausnahme: Strahlungsthermometer)- oft benötigt es Ventilation- Lufttemp. Erfasst nur mittlere kinetische Energie, nicht die der Raumstrahlung Wichtig für alle Thermometer: Strahlungsschutz!
• Temperaturskalen - thermodynamisch darstellbar- Tripelpunkte bei Wasser auf der Celsius-Skala sind 0° und 100°- als empirische Skalen gelten: Celsius; Fahrenheit; Réaumur; Kelvin
• Maximumthermometer Quecksilberthermometer, über der Thermometerkugel verengt → falls Temp steigt, wird Quecksilber nach oben gepresst, kann aber nicht mehr zurück → Höhere Ende des Quecksilberfadens zeigt die maximale Temperatur an.Rückstellen durch Schütteln/Zurückschlagen
• Minimumthermometer Tiefsttemperatur während der letzten Zeitperiode; mit hochwertigem Alkohol gefüllt und Glasstift innen drin (Flüssigkeit fließt vorbei wenn sie sich ausdehnt)Das Ende des Alkoholfadens in der Kapillare gibt die aktuelle TemperaturDer Stift wird bei sinkender Temperatur aufgrund der OF-Spannung mitgenommen, wenn die Temp steigt fließt der Alkohol aber vorbeiDas rechte Ende des Glasstifts zeigt die Minimumtemperatur!Neustellung: Neigung bis ans Ende des Alkoholfadens
• Flüssigkeitsthermometer v.a. mit organischer Flüssigkeitin Wetterhütte: beide senkrecht stehenden Thermometer + Maximumth. Mit Quecksilber, Minimum mit Alkohol
• Bimetall-Thermometer Deformationsthermometer mit Metallring (2 aneinander geschweißte mit Ausdehnungskoeffizient), eine Seite fiviertführen zur Krümmung bei Temperaturänderungen, die auf Anzeigegeräte übertragen werden können→ Messprinzip bei Thermografen / Thermo-Hygrograph (?)misst nicht alle Bereiche, etwa -70 bis +250°C
• Elektrische Thermometer - Elektrische Widerstände in stromleitenden Materialien verändern sich mit der Temperatur (linearer Zusammenhang) - Kaltleiter: Widerstandsbeiwert steigt mit steigender Temp. (leitet bei niedrigen Temp besser; linearer Widerstand, zur Temperaturmessung genutzt) - Heißleiter: Widerstandsbeiwert sinkt mit steigender Temperatur (leitet bei hohen Temp besser; genutzt in Widerstandsthermometern als Temperatursensoren)
• Pt-100 Platindraht; Widerstand wird gemessenSehr korrosionsbeständig und Messwerte gut reproduzierbar, aber hoher FertigungsaufwandMessfühler haben unterschiedliche DickeMesswiderstand als dünner Draht auf Glas gewickelt und in Glas luftdicht eingeschmolzen, wird gewickelt, muss frei von Spannung gehalten werden (sonst Verfälschung des Ergebnisses)auch in Frankenberger-Psychrometer verwendet
• Thermoelektrische Temperaturmessung Messung der Thermospannung mit Thermoelementen – Temperaturdifferenz von Messstelle und Vergleichsstelle (Thermoleitung direkt an Messgerät angeschlossen, Anschlussklemmen sind innere Vergleichsstellen → aktuelle Temperatur wird intern gemessen → Korrektur für gemessene Thermospannung)
• Anzeige
• Quarzthermometer Resonanzfrequenz von Umgebungstemperatur abhängig (stört bei Messung der Zeit, hilft bei der Temperatur)Wird parallel zu bestimmten Kristallebenen gesägt um die thermische Empfindlichkeit zu steigernsehr genau, schnelle Resultate mit digitalen AnzeigenFrequenzmessung: keine Leitungslängenfehler oder eingestreute Brummspannung
• Ultraschall–Thermometer Schallausbreitung in Gasen ist in der Luft ist temperaturabhängigakustische Thermometer (Schallimpulse im Ultraschallbereich) messen Temperaturfluktuationen z.B. im Bereich von 10-20 Hz (extrem schnell)Von der Industrie nicht speziell hergestellt, aber Kombinationen die auch das dreidimensionale Windfeld messen
• Strahlungsthermometer müssen die Oberfläche nicht berührenfunktioniert am Boden als auch aus weiter Entfernung (Fernerkundung)nutzt die Tatsache, dass jeder Körper mit OF-Temperatur oberhalb von 0 K Strahlung aussendet (Stefan-Boltzmann-Gesetz)→ Aus Emissionskoeffizienten lassen sich OF-Temperaturen berechnen
• Thermistoren Heißleiter und Kaltleiter
• Thermobattiere/Thermosäule mehrere Thermoelemente hintereinander geschaltet → größere Spannung zur TemperaturmessungDrähte oft aus Kupfer und Konstantan, Drahtwicklun, eine Hälfte galvanisch mit einem zweiten Metall überzogen

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