Grundlegende Funktionsweise Eines Thermoelements - Siemens SIMATIC S7-1200 Systemhandbuch

A.9.4.2

Grundlegende Funktionsweise eines Thermoelements

Thermoelemente entstehen, wenn zwei unterschiedliche Metalle elektrisch miteinander
verbunden werden. Dadurch wird eine Spannung erzeugt, die proportional zu der
Temperatur der Verbindungsstelle ist. Es handelt sich um eine geringe Spannung. Ein
Mikrovolt kann viele Grade darstellen. Grundlage für die Temperaturmessung mit
Thermoelementen sind das Messen der Spannung eines Thermoelements, das
Kompensieren von zusätzlichen Verbindungsstellen und das Linearisieren der Ergebnisse.
Wenn Sie ein Thermoelement an das SM 1231 Thermoelementmodul anschließen, werden
die beiden Leitungen der unterschiedlichen Metalle am Signalanschluss des Moduls
angeschlossen. Die Stelle, an der die beiden unterschiedlichen Leitungen miteinander
verbunden werden, bildet den Sensor des Thermoelements.
Zwei weitere Thermoelemente entstehen an der Stelle, an der die unterschiedlichen
Leitungen an den Signalanschluss angeschlossen werden. Die Temperatur des Anschlusses
erzeugt eine Spannung, die zu der Spannung des Thermoelementsensors addiert wird. Wird
diese Spannung nicht ausgeglichen, weicht die ausgegebene Temperatur von der
Temperatur des Sensors ab.
Durch die Kompensation der kalten Verbindungsstelle wird das Thermoelement am
Anschluss ausgeglichen. Tabellen für Thermoelemente basieren auf einer
Bezugstemperatur an der Verbindungsstelle, üblicherweise Null Grad Celsius. Durch die
Kompensation der kalten Verbindungsstelle wird der Anschluss auf Null Grad Celsius
kompensiert. Die Spannung, die durch das Thermoelement des Anschlusses addiert wird,
wird durch die Kompensation der kalten Verbindungsstelle korrigiert. Die Temperatur des
Moduls wird innen gemessen und dann in einen Wert umgewandelt, der zur
Sensorumsetzung addiert wird. Die korrigierte Sensorumsetzung wird dann mittels der
Thermoelement-Tabellen linearisiert.
Für die optimale Funktionsweise der Kompensation der kalten Verbindungsstelle muss sich
das Thermoelementmodul in einer thermisch stabilen Umgebung befinden. Ein langsame
Veränderung (weniger als 0,1 °C/Minute) der Temperatur in der Umgebung des Moduls wird
innerhalb der Modulspezifikation korrekt ausgeglichen. Auch Luftbewegungen am Modul
verursachen Fehler bei der Kompensation der kalten Verbindungsstelle.
Ist eine bessere Kompensation von Fehlern an der kalten Verbindungsstelle erforderlich,
kann eine externe isothermische Klemmenleiste verwendet werden. Mit dem
Thermoelementmodul kann eine auf 0 °C bezogene oder eine auf 50 °C bezogene
Klemmenleiste eingesetzt werden.
Auswahltabelle für das SB 1231 Thermoelement
Die Bereiche und Genauigkeit der verschiedenen vom SB 1231 Thermoelement-Signalboard
unterstützten Thermoelementtypen entnehmen Sie bitte der unten stehenden Tabelle.
Tabelle A- 138 SB 1231 Thermoelement-Auswahltabelle
Thermoelementt Minimum
yp unterer
Bereich
J -210,0 °C
K -270,0 °C
S7-1200 Automatisierungssystem
Systemhandbuch, 11/2011, A5E02486681-05
Unterer Oberer
Grenzwert Grenzwert
Nennbereich Nennbereich
1
-150,0 °C 1200,0 °C
-200,0 °C 1372,0 °C
A.9 Analoge Signalboards (SBs)
Maximum Normalbereich
oberer Genauigkeit bei 25
Bereich °C
2
1450,0 °C ±0,3 °C
1622,0 °C ±0,4 °C
553BTechnische Daten
Normalbereich
3 3
Genauigkeit 0 °C
bis 55 °C
±0,6°C
±1,0 °C
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