So funktioniert der Temperatursensor

Temperatursensoren nutzen verschiedene Prinzipien, um die Temperatur zu messen und in elektrische Signale umzuwandeln. Zu ihrer Funktionsweise gehört: Thermoelemente nutzen die thermische elektromotorische Kraft zwischen unterschiedlichen Metallen; NTC/PTC-Thermistoren ändern den Halbleiterwiderstand; Infrarotsensoren erfassen Infrarotstrahlung; Zielobjekt; Siliziumsensoren wandeln die Temperatur mithilfe analoger oder digitaler Technologie um.

Prinzip des Temperatursensors

Ein Temperatursensor ist ein Gerät, das die Temperatur misst und in ein elektrisches Signal umwandelt. Es wird häufig in verschiedenen Industrie-, Wissenschafts- und Verbraucherbereichen eingesetzt. Im Folgenden wird beschrieben, wie mehrere gängige Temperatursensoren funktionieren:

1. Thermoelement

Ein Thermoelement besteht aus zwei verschiedenen Metallen, die miteinander verbunden sind. Bei einem Temperaturunterschied zwischen dem Anschlusspunkt des Thermoelements und dem Messpunkt entsteht zwischen den beiden Metallen ein thermoelektrisches Potenzial. Das thermoelektrische Potenzial ist proportional zur Temperaturdifferenz und kann mit einem Stromzähler gemessen werden.

2. Widerstandstemperaturdetektor (RTD)

RTD ist ein Metallwiderstand, dessen Widerstandswert sich mit der Temperatur ändert. RTDs werden typischerweise aus Materialien wie Platin, Kupfer oder Nickel hergestellt. Mit zunehmender Temperatur steigt auch der Widerstandswert des RTD.

3. Thermistor (NTC/PTC)

NTC (negativer Temperaturkoeffizient) und PTC (positiver Temperaturkoeffizient) sind Halbleiterwiderstände, deren Widerstandswert sich mit der Temperatur ändert. Der Widerstandswert eines NTC-Thermistors nimmt mit steigender Temperatur ab, während der Widerstandswert eines PTC-Thermistors mit steigender Temperatur zunimmt.

4. Temperaturdiode

Die Temperaturdiode ist eine Halbleiterdiode, deren Vorwärtsspannung proportional zur Temperatur ist. Mit zunehmender Temperatur steigt auch die Durchlassspannung der Diode.

5. Infrarot-Temperatursensor

Der Infrarot-Temperatursensor misst die Temperatur, indem er die vom Zielobjekt emittierte Infrarotstrahlung misst. Die Intensität der Infrarotstrahlung ist direkt proportional zur Temperatur des Objekts. Pyroelektrische Detektoren im Sensor wandeln Infrarotstrahlung in elektrische Signale um.

6. Silizium-Temperatursensor

Ein Silizium-Temperatursensor ist ein integrierter Schaltkreis (IC), der analoge oder digitale Technologie verwendet, um Temperatur in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Solche Sensoren zeichnen sich typischerweise durch eine hohe Genauigkeit und schnelle Reaktionszeiten aus.

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