Normalthermometer vs. Arbeitsnormal-thermometer

Die Internationale Temperaturskala von 1990 (ITS-90) gilt als beste Darstellung thermodynamischer Temperaturen. Sie ist damit für uns Anwender das „oberste Gesetz“ der Temperatur und die Richtlinie, nach der wir Temperaturen darstellen. Die ITS-90 wird definiert über sog. „definierende Fixpunkte“.

Normalthermometer
Temperaturen zwischen den Fixpunkten werden mit festgelegten Normalgeräten gemessen, die an den Fixpunkten kalibriert werden. Diese Normalgeräte sind in der Regel Widerstandsthermometer mit einer entsprechenden Messbrücke. Für die Realisierung der ITS-90 sind nur Thermometer geeignet, deren Messwiderstand aus spektral reinem Platin besteht, das frei von mechanischen Spannungen ist. Ein Maß für die Reinheit und die Spannungsfreiheit ist der Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes, der als W-Faktor angegeben ist. Der WGa muss beispielsweise größer 1,11807 sein und berechnet sich aus dem Widerstandswert am Galliumpunkt geteilt durch den Widerstandswert am Wassertripelpunkt. Für größere Temperaturbereiche wird auch der W-Wert von Quecksilber und von Silber ermittelt. Diese Normalthermometer sind empfindlich und werden in der Regel als 25 Ohm-Thermometer verwendet. Für den Temperaturbereich bis 1000°C werden Normalthermometer mit einem R0 von 0,25 Ohm verwendet. Normalthermometer werden im üblichen Sprachgebrauch auch als Transfernormale oder Gebrauchsnormale bezeichnet.

Arbeitsnormalthermometer
Für die tägliche Arbeit werden Arbeitsnormal-Widerstandsthermometer an den Normal-Widerstandsthermometern angeschlossen und so rückführbar kalibriert. In diesen Arbeitsnormal-Widerstandsthermometern sind industrielle Platin-Widerstandsthermometer, die der DIN EN 60751-2009 entsprechen, verbaut. Das sind hochwertige, in der Regel drahtgewickelte Pt100-Messwiderstände, die vor dem Einbau nach festgelegten Kriterien ausgesucht wurden und extrem vorgealtert sind.

Messwiderstände
Die Stabilität des Messwiderstandes ist ein nicht zu unterschätzendes Kriterium, da nur ein stabiles Widerstandsthermometer zwischen den Kalibrierzyklen verwendbare Kalibrierergebnisse bringt. Stabilitätskriterien sind beispielsweise eine Stabilität von ≤ 1 mK im Temperaturbereich bis 660°C pro Jahr. Beim Einbau solch geeigneter Messwiderstände in Armaturen müssen auch besondere Bedingungen berücksichtigt werden. So genügen zum Beispiel die so genannten „mineralisolierten Mantelwiderstandsthermometer“ nicht unseren Ansprüchen an die Stabilität von Arbeitsnormal-Platinwiderstandsthermometern, sondern konventionell aufgebaute Widerstandthermometer, in denen sich der Messwiderstand bei Temperaturänderungen bewegen kann.