Was ist ein Temperaturmessumformer?

Ein Temperaturmessumformer ist ein Gerät zur Verarbeitung von Messsignalen.

Temperaturmessumformer können als eigenständige Geräte ausgeführt sein oder in Kombination mit Temperatursensoren eingesetzt werden.

Temperaturmessumformer – Funktionsprinzip

Temperaturmessumformer verstärken das Signal eines Temperatursensors (z. B. Widerstandsthermometer Pt100 oder Thermoelement), linearisieren es und wandeln es in ein Spannungssignal (z. B. 0–10 V) oder ein Stromsignal (z. B. 4–20 mA oder 0–20 mA) um.

Sie stellen ein zentrales Element des Messsystems dar, da sie physikalische Messgrößen in ein für Steuerungs‑ und Auswertegeräte (z. B. SPS, Regler oder Registriergeräte) geeignetes Messsignal umwandeln.

Beispiel für die Funktionsweise eines Temperaturmessumformers

Ein Messumformer mit Thermoelement‑Eingang gibt bei der Messung der niedrigsten Temperatur beispielsweise ein Ausgangssignal von 4 mA aus.

Mit steigender Temperatur steigt das Ausgangssignal proportional an, bis es bei der vom Sensor gemessenen Höchsttemperatur 20 mA erreicht.

Mit anderen Worten: 4 mA bzw. 20 mA entsprechen der unteren bzw. oberen Grenze des eingestellten Messbereichs. Wenn der Temperaturmessbereich beispielsweise 0–100 °C beträgt, entspricht ein Ausgangssignal von 4 mA einer Temperatur von 0 °C, während 20 mA einer Temperatur von 100 °C entsprechen.

Vorteile und Anwendungsbereiche von Temperaturmessumformern

Die Hauptaufgabe von Temperaturmessumformern besteht darin, das analoge Signal des primären Messelements in ein standardisiertes Ausgangssignal umzuwandeln. In einigen Anwendungen wird dieses analoge Signal auch in ein digitales Signal umgesetzt.

Moderne Temperaturmessumformer mit digitaler Übertragungstechnologie bieten darüber hinaus weitere Vorteile, beispielsweise in Bezug auf Messgenauigkeit, Flexibilität, Sicherheit und Kostenoptimierung.

Der Einsatz von Temperaturmessumformern in der Temperaturmessung bietet folgende Vorteile:

• Das Signal des Temperatursensors ist widerstandsfähiger gegenüber Störungen in industriellen Umgebungen, auch über größere Entfernungen.
• Sie ermöglichen eine galvanische Trennung zwischen dem Pt100‑Messkreis und dem Ausgangssignal.
• Der Einsatz von Standard‑Übertragungsleitungen kann anstelle von Ausgleichsleitungen erfolgen.
• Temperaturmessumformer für thermoelektrische Sensoren ermöglichen eine Kaltstellenkompensation.
• vereinfachte Wartung und verbesserte Diagnosemöglichkeiten.
• Ausgangssignale sind mit vielen Standardgeräten kompatibel.

Temperatursensor vs. Temperaturmessumformer – der Unterschied

Der auffälligste Unterschied besteht darin, dass Temperatursensoren, wie beispielsweise Widerstandstemperaturfühler, Geräte sind, die die physikalische Temperatur messen und in ein elektrisches Signal, beispielsweise in Form eines Widerstands‑ oder Spannungssignals, umwandeln.

Ein Temperaturmessumformer hingegen ist ein Gerät, das an einen Sensor angeschlossen ist und das Sensorsignal in ein standardisiertes Ausgangssignal umwandelt, sodass es angezeigt, aufgezeichnet oder zur weiteren Verarbeitung verwendet werden kann.

Obwohl es sich um unterschiedliche Geräte handelt, arbeiten Temperatursensor und Temperaturmessumformer zusammen und tragen dazu bei, dass die Temperatur zuverlässig gemessen und zur weiteren Regelung bereitgestellt werden kann.

Temperaturmessumformer – Typen

Nach Signal

In Bezug auf das Signal wird unterschieden zwischen:

• Temperaturmessumformern mit Analogausgang
• Temperaturmessumformern mit 4–20‑mA‑Ausgang – die am häufigsten verwendet werden, da viele industrielle Geräte für die Kommunikation über diesen Signalbereich ausgelegt sind
• Temperaturmessumformern mit 0–10‑V‑Ausgang
• digitalen Temperaturmessumformern

Nach Montageart

Hinsichtlich der Montageart lassen sich Temperaturmessumformer in folgende Bauformen unterteilen:

• Kopf‑Temperaturmessumformer – für die direkte Montage im Anschlusskopf von Temperatursensoren konzipiert
• DIN‑Schienen‑Temperaturmessumformer zur Schaltschrankmontage
• Feld‑Temperaturmessumformer für die Installation in Prozessanlagen

Zusatzfunktionen

Temperaturmessumformer können mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet werden, beispielsweise zur Messung von Feuchtigkeit oder Druck. Zudem sind Ausführungen mit oder ohne Display verfügbar.

• Feuchte‑ und Temperaturmessumformer – integrierter Feuchtesensor
• Druck‑ und Temperaturmessumformer – integrierter Drucksensor
• Temperaturmessumformer mit LCD‑Display

Anwendung

Einige anspruchsvolle Anwendungen, beispielsweise in explosionsgefährdeten Bereichen, erfordern speziell ausgeführte Messumformer.

• Temperaturmessumformer für Ex‑Bereiche