Was ist ein Thermostat?
Temperaturregler haben verschiedene Bezeichnungen, z. B. Temperaturschalter, Temperaturwächter und Temperaturregler. Je nach Funktionsprinzip unterscheidet man zwischen Sprungthermostaten, Flüssigkeitsthermostaten, Druckthermostaten und elektronischen Thermostaten. In modernen industriellen Steuergeräten werden am häufigsten digitale Thermostate verwendet. Je nach Aufbau unterscheidet man zwischen integrierten und modularen Temperaturreglern.
Was sind Thermometer?
Der Temperaturmesskörper ist eine Komponente, die das Temperatursignal in ein elektrisches Signal umwandelt und üblicherweise im Erfassungsbereich des gesteuerten Objekts installiert wird, um dessen Temperaturwert zu überwachen. Zu den in der industriellen Steuerung häufig verwendeten Thermometern gehören Thermoelemente, Thermowiderstände, Thermistoren und berührungslose Sensoren. Die ersten drei davon sind Kontaktthermometer.
1. Thermoelement
Das Prinzip der Temperaturmessung bei Thermoelementen basiert auf dem Seebeck-Effekt (thermoelektrischer Effekt). Wenn zwei Metalle unterschiedlichen Materials (üblicherweise Leiter oder Halbleiter, wie Platin-Rhodium, Nickel-Chrom-Nickel-Silizium und andere Materialpaarungen) einen geschlossenen Kreislauf bilden und an ihren beiden Anschlussenden unterschiedliche Temperaturen anliegen, entsteht zwischen den beiden Metallen eine elektromotorische Kraft. Ein solcher Kreislauf wird als „Thermoelement“ bezeichnet, die beiden Metalle als „Thermoelektrode“ und die resultierende elektromotorische Kraft als „thermoelektrische Kraft“. Thermoelemente zeichnen sich durch einen großen Messtemperaturbereich, eine schnelle thermische Reaktion und hohe Vibrationsfestigkeit aus.
2. Wärmewiderstand
Der Wärmewiderstand ist eine Komponente, die ein Temperatursignal in ein elektrisches Signal umwandelt. Sein Funktionsprinzip basiert hauptsächlich auf der Eigenschaft des Metallwiderstands, sich mit der Temperatur zu ändern. Thermische Widerstände nutzen diese Eigenschaft des Metalls zur Temperaturmessung.
In der industriellen Steuerung werden häufig Wärmewiderstände aus Platin, Kupfer und Nickel verwendet. Der Platinwiderstand ist dabei der am weitesten verbreitete. Der Wärmewiderstand zeichnet sich durch gute Temperaturlinearität, stabile Leistung und hohe Präzision im Normaltemperaturbereich aus. Daher wird in Anwendungsumgebungen mit moderaten Temperaturen, ohne Vibrationen und hohen Präzisionsanforderungen üblicherweise der Einsatz von Platinwiderständen bevorzugt.
3. Thermistor
Ein Thermistor ist ein Bauteil, das ein Temperatursignal in ein elektrisches Signal umwandelt. Sein Funktionsprinzip basiert hauptsächlich auf der temperaturabhängigen Widerstandsänderung eines Halbleiters. Thermistoren nutzen diese Eigenschaft von Halbleitern zur Temperaturmessung. Im Vergleich zum Wärmewiderstand ändert sich der Widerstand des Thermistors stark mit der Temperaturänderung, sodass sein Temperaturmessbereich relativ eng ist (-50 bis 350 °C).
Thermistoren werden in NTC- und PTC-Thermistoren unterteilt. NTC-Thermistoren haben einen negativen Temperaturkoeffizienten, und ihr Widerstandswert sinkt mit steigender Temperatur. PTC-Thermistoren haben einen positiven Temperaturkoeffizienten, und ihr Widerstandswert steigt mit steigender Temperatur. Aufgrund ihrer einzigartigen Widerstandstemperatureigenschaften finden Thermistoren vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Temperaturerfassung, der automatischen Steuerung, in elektronischen Geräten und anderen Bereichen.
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