In der Temperaturkalibriertechnik gibt es prinzipiell zwei Methoden der Kalibrierung: die Vergleichskalibrierung und die Fixpunktkalibrierung. Die zur Kalibrierung verwendete Methode wird durch die Anforderungen an die Genauigkeit und durch die Art des prüfenden Gerätes bestimmt. Die Vergleichsmethode stellt dabei die am weitverbreitetste Kalibriermethode dar.

Wie unterscheiden sich die Methoden Vergleichskalibrierung und Fixpunktkalibrierung nun? Am Beispiel einer Kalibrierung eines Widerstandsthermometers erläutert dieser Blogbeitrag beide Methoden und versucht so dem Leser ein besseres Verständnis zu vermitteln.

Die Vergleichskalibrierung

Wie bereits aus dem Namen hervorgeht, wird diese Art der Kalibrierung durch den Vergleich des zu prüfenden Widerstandsthermometers mit einem höherwertigem Referenzthermometer durchgeführt. Die höherwertige Referenz sollte dabei eine drei- bis viermal höhere Genauigkeit gegenüber dem zu testenden Thermometer vorweisen. Beide Thermometer werden in einer homogenen Temperaturquelle platziert. Bei der Platzierung der Thermometer sind ein geringer Abstand und die gleiche Höhe der sensitiven Stelle, d. h. der Messstelle zu beachten. Als Temperaturquellen werden meist Flüssigkeitsbäder oder auch Trockenblockkalibratoren verwendet.

Die Fixpunktkalibrierung

Die Fixpunktkalibrierung wird im Gegensatz zur Vergleichskalibrierung an der Internationalen Temperaturskala von 1990 (ITS-90) definierten Tripel-, Erstarrungs- und Schmelzpunkten  durchgeführt. Die Fixpunkte beschreiben Temperaturen bei denen Stoffe ihre Aggregatszustände ändern. Der wichtigste Fixpunkt – der ITS-90 – ist der Tripelpunkt von Wasser. Bei einer Temperatur von 0,010 °C ändert sich der Aggregatzustand des hochreinen Wassers ständig in Wasserdampf, Eis und in flüssiges Wasser. Die Mengen der Aggregatzustände bleiben dabei immer im Verhältnis. Im Allgemeinen arbeiten nur nationale Labore oder Labore mit Anspruch auf sehr kleine Messunsicherheiten mit diesen Fixpunktzellen, da diese kostenintensiv und nur für diese Anwendung spezialisiert sind. Sehr stabile PRTs (platinum resistance thermometers), die als Referenzthermometer verwendet werden, werden anhand der Fixpunktmethode kalibriert. Der Referenzfühler wird in eine geschlossene oder auch offene Fixpunktzelle eingeführt, die über einen längeren Zeitraum die Temperatur konstant hält.

Beispiele: Fixpunkte von -189 bis 660 °C nach ITS-90:

FixpunktTemperatur
Tripelpunkt Argon-189,3442 °C
Tripelpunkt Quecksilber-38,8344 °C
Tripelpunkt Wasser0,01 °C
Schmelzpunkt Gallium29,7646 °C
Erstarrungspunkt Indium156,5985 °C
Erstarrungspunkt Zinn 231,928 °C
Erstarrungspunkt Zink 419,527 °C
Erstarrungspunkt Aluminium 660,323 °C

 

Hinweis
Weitere Informationen zu unseren Serviceleistungen „Temperaturkalibrierung“ finden Sie auf der WIKA-Webseite.



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