Temperatur-Kalibrierung – nur Messinstrumente gleicher Art vergleichen

Die Verwendung unterschiedlicher Messinstrumente führt zu falschen Ergebnissen. Bei der Vergleichskalibrierung von Thermoelementen traten bei einem Kunden deutliche Temperaturdifferenzen auf. Nach der Schilderung des Kalibrieraufbaus war schnell geklärt, wo der Fehler lag. Für die Temperatur-Kalibrierung eines 3 mm Mantelthermoelementes wurde als Referenz-Arbeitsnormal ein Widerstandsthermometer (Pt100, Durchmesser 6 mm) verwendet. Es wurde also in dem geschilderten Versuch ein Thermoelement mit einem Widerstandsthermometer verglichen. Solch ein Kalibrieraufbau kann zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen führen.

Thermoelemente und Widerstandsthermometer sind nicht vergleichbar wegen ihrer unterschiedlichen Konstruktion. Ein Thermoelement führt am Boden des Kalibriervolumens eine Punktmessung durch. Ein Widerstandsthermometer macht eine integrierende Raummessung. Das heißt, im vorliegenden Fall hat das Thermoelement die Bodentemperatur des Kalibrators gemessen, während das Widerstandsthermometer eine Volumentemperatur des Blockes erfasst hat. Durch diesen fehlerhaften Kalibrieraufbau lässt sich die hohe Temperaturdifferenz erklären.

Gleiches sollte stets mit Gleichem verglichen werden.
In unseren Seminaren empfehlen wir „Gleiches mit Gleichem“ zu vergleichen und erläutern die Hintergründe. Kurz gefasst bedeutet es, dass Thermoelemente mit Thermoelementen zu kalibrieren sind. Wobei es nicht so sehr auf den Thermoelementtyp ankommt, sondern auf eine vergleichbare Konstruktion. Ebenso sollte eine vergleichbare Konstruktion bei der Temperatur-Kalibrierung von Widerstandsthermometern gewährleistet sein. Ein 6 mm Widerstandsthermometer mit einem 30 mm langen Messwiderstand sollte also nicht als Referenznormal für ein Widerstandsthermometer mit einem 6 mm langen Messwiderstand benutzt werden. Das ist besonders wichtig beim Einsatz von Metallblockkalibratoren. In gut umgewälzten Flüssigkeitsbädern reduziert sich, im Vergleich zu den Metallblockkalibratoren, der Messfehler etwas.

Das Temperaturvolumen kann über die Größe des Messwiderstandes und der Anschlussdrähte ermittelt werden. Als Faustformel gilt die Länge des Messwiderstandes x 1,5.