Vergleich von unterschiedlichen Widerstandsthermometern bei niedrigen Eintauchtiefen bezüglich ihres Wärmeableitfehlers
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Andreas Brethauer
Wissenschaftlicher Mitarbeiter der JUMO GmbH & Co. KG und Doktorand an der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Ilmenau in Kooperation mit dem Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Fulda
JUMO GmbH & Co. KG, Hermann-Muth-Straße 2, 36039 Fulda, Tel.: +49 661 6003 2148
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Thomas Fröhlich
Direktor des Instituts für Prozessmess- und Sensortechnik und Leiter des Fachgebiets Prozessmesstechnik, Technische Universität Ilmenau
Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Maschinenbau, Institut für Prozessmess- und Sensortechnik, PF 100 565, 98684 Ilmenau, Tel.: +49 3677 69 1398, Fax: +49 3677 69 1412
Professor für Automatisierungstechnik am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Fulda
Hochschule Fulda, Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Leipziger Straße 123, 36037 Fulda, Tel.: +49 661 9640 5855, Fax: +49 661 9640 559
Zusammenfassung
Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit den Auswirkungen auf den Wärmeableitfehler eines Widerstandsthermometers beim Variieren der Eintauchtiefe in ein zu messendes Medium und der Füllhöhe einer Wärmeleitpaste im Schutzrohr. Dabei werden zudem unterschiedliche Bauformen von Widerstandsthermometern in Bezug auf ihren Wärmeableitfehler bei niedrigen Eintauchtiefen verglichen und Messergebnisse mit theoretischen Modellen sowie FEM-Simulation verglichen. Es zeigt sich, dass Füllhöhe und Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitpaste je nach Aufgabenstellung gewählt werden sollten. Gerade bei niedrigen Eintauchtiefen ist eine Anpassung der Füllhöhe an Sensorhöhe und Eintauchtiefe notwendig. Es kristallisiert sich zudem heraus, dass für eine genaue Vorhersage des Wärmeableitfehlers die FEM-Simulation der Modellrechnung überlegen ist. Auch wird die Bedeutung einer guten thermischen Kopplung des Sensors an das Medium und einer thermischen Entkopplung des Sensors von der anders temperierten Umgebung deutlich.
Abstract
This article examines the effects on the heat conduction error of a resistance thermometer when varying the immersion depth into a medium and the filling level of a thermal paste in a protection sleeve. In this case different designs of resistance thermometers are compared based on their heat conduction error at low immersion depths. In this regard test results are compared with theoretical models as well as with FEM simulation. This shows that filling level and thermal conductivity of the thermal paste should be selected depending on the task. Specifically at low immersion depths, an adjustment of the filling level at sensor height and immersion depth is necessary. The result is that for an accurate prediction of the heat conduction error, the FEM simulation is superior to the model calculation. In addition, the importance of a good thermal coupling of the sensor to the medium and a thermal decoupling of the sensor from the differently tempered environment becomes clear.
About the authors
Wissenschaftlicher Mitarbeiter der JUMO GmbH & Co. KG und Doktorand an der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Ilmenau in Kooperation mit dem Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Fulda
JUMO GmbH & Co. KG, Hermann-Muth-Straße 2, 36039 Fulda, Tel.: +49 661 6003 2148
Direktor des Instituts für Prozessmess- und Sensortechnik und Leiter des Fachgebiets Prozessmesstechnik, Technische Universität Ilmenau
Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Maschinenbau, Institut für Prozessmess- und Sensortechnik, PF 100 565, 98684 Ilmenau, Tel.: +49 3677 69 1398, Fax: +49 3677 69 1412
Professor für Automatisierungstechnik am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Fulda
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©2017 Walter de Gruyter Berlin/Boston
Articles in the same Issue
- Frontmatter
- Editorial
- Fachtagung TEMPERATUR 2017 in Berlin (Teil 1)
- Beiträge
- Vergleich von unterschiedlichen Widerstandsthermometern bei niedrigen Eintauchtiefen bezüglich ihres Wärmeableitfehlers
- Development and specification of an accurate cosine-behaviour responsivity radiometer head for infrared temperature radiation
- Thermoelemente auf Graphitbasis – Möglichkeiten und Grenzen
- Bestimmung der temperaturabhängigen Oberflächenspannung des Eisen-Nickel-Systems mittels elektromagnetischer Levitation
- Saphir-Faser-Bragg-Gitter für die Hochtemperatursensorik
- Temperaturmessung in der Atmosphäre mit Radiosonden
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