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Kalibrierverfahren für Thermoelemente und Widerstandsthermometer
Kalibrierung an Fixpunkten
Die internationale Temperaturskala wurde durch Temperaturmessungen an sogenannten Fixpunkten realisiert. Die Fixpunkte wurden durch die physikalischen Eigenschaften einiger Stoffe bestimmt, die in unterschiedlichen Aggregatzuständen immer wieder defnierbare Temperaturzustände aufwiesen.
Hochreine Materialien weisen bei Ihren Übergangszuständen von einem Aggregatzustand (fest) zum nächsten Aggregatzustand (flüssig) eine bekannte, physikalisch bestimmte Temperatur auf, die als Vergleichstemperatur verwendet werden kann. Durch das definierte Aufheizen bzw. Abkühlen dieses Metalles in sogenannten Fixpunktzellen, unter Zuhilfenahme von genauen Kalibrieröfen, können diese Temperaturen mit einer Konstantheit von wenigen Millikelvin über mehrere Stunden aufrecht erhalten werden.
In dieser Phase kann durch das Einführen der Prüflinge in die Fixpunktezelle eine Kalibrierung mit recht kleinen Messunsicherheiten im Millikelvinbereich durchgeführt werden. Der Fixpunkt von reinem Zink z.B. liegt bei 419,5270 °C.
Allerdings ist diese Art von Kalibrierung recht aufwendig und in der Regel wird diese Kalibrierung nur im Anwendungsfall einer sehr kleinen Messunsicherheit durchgeführt.
Kalibrierung durch Vergleichsmessung
Weit aus verbreiteter ist die Kalibrierung durch Vergleichsmessung. Hierbei wird zu dem Prüfling ein zweites Element, das sogenannte Vergleichselement (im Fachjargon auch als Arbeitsnormal oder Gebrauchsnormal bezeichnet) verwendet. Beide Elemente werden einer erstmal unbekannten Temperatur ausgesetzt, welche durch den Kalibrierofen auf einen bestimmten Temperaturwert und einem relativ kleinen Temperaturgradienten begrenzt wird.
Durch Messung der Temperatur des Gebrauchsnormal wird die Konstantheit und der Wert dieser Temperatur bestimmt. Erst wenn der Wert der Konstantheit einen vorher zu bestimmenden Wert und der Kalibrierofen die zuvor ausgewählte Kalibriertemperatur erreicht hat, wird der Wert des Prüflings mit dem Wert des Gebrauchsnormal verglichen und die Abweichung des Prüflings berechnet.
Bedingt durch diverse Einflüsse dieses Kalibrierverfahrens, wie z.B. Homogenität des Kalibrierofens oder Konstantheit der Temperatur ist dieses Kalibrierverfahren mit höheren Messunsicherheiten als eine Fixpunktkalibrierung behaftet. Dennoch lassen sich diese Kalibrierungen relativ leicht realisieren und finden in der allgmeinen Anwendung der Kalibrierung die meiste Beachtung.
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