Temperaturmessung nach DIN EN 60584: Was ist zu beachten?

Die Temperaturmessung ist eine essenzielle Disziplin in der industriellen Messtechnik. Sie beeinflusst zahlreiche Prozesse, von der Qualitätskontrolle in der Fertigung bis hin zur Sicherheit in der chemischen Industrie. Die Norm DIN EN 60584 regelt die Eigenschaften und Anforderungen von Thermoelementen, die weltweit zur Temperaturmessung eingesetzt werden. Doch was bedeutet diese Norm genau, welche Aspekte sind zu beachten, und wie stellt man sicher, dass die Messungen den geforderten Standards entsprechen?

Dieser Beitrag beleuchtet die wichtigsten Inhalte der DIN EN 60584, die verschiedenen Thermoelementtypen, deren Eigenschaften sowie Kalibrier- und Genauigkeitsanforderungen.

1. Grundlagen der DIN EN 60584

Die DIN EN 60584 ist eine europäische Norm, die sich mit den Thermoelementen und deren thermischer Spannung befasst. Sie ist identisch mit der internationalen Norm IEC 60584 und regelt unter anderem:

Die Typisierung und Kennzeichnung von Thermoelementen
Die erlaubten Toleranzen und Genauigkeitsklassen
Die grundlegenden elektrischen Eigenschaften von Thermoelementen
Die Bezugstemperaturpunkte und Spannungs-Temperatur-Kennlinien

Thermoelemente bestehen aus zwei verschiedenen metallischen Leitern, die an einer Messstelle eine elektrische Spannung erzeugen, die temperaturabhängig ist (Seebeck-Effekt). Diese Spannung wird genutzt, um die Temperatur zu bestimmen.

2. Klassifizierung der Thermoelemente nach DIN EN 60584

Thermoelemente werden nach Materialkombinationen klassifiziert. In der DIN EN 60584 sind verschiedene Typen definiert, die für unterschiedliche Temperaturbereiche und Umgebungsbedingungen geeignet sind. Die am häufigsten verwendeten Thermoelemente sind:

Tabelle 1: Thermoelementtypen nach DIN EN 60584

Thermoelement-Typ	Materialkombinationen	Temperaturbereich
Typ K	Chromel (Ni-Cr) / Alumel (Ni-Al)	-200 °C bis 1.200 °C
Typ J	Eisen / Konstantan (Cu-Ni)	-40 °C bis 750 °C
Typ T	Kupfer / Konstantan (Cu-Ni)	-250 °C bis 400 °C
Typ N	Nicrosil (Ni-Cr-Si) / Nisil (Ni-Si)	-200 °C bis 1.280 °C
Typ S	Platin-Rhodium (Pt10%Rh) / Platin	0 °C bis 1.600 °C
Typ R	Platin-Rhodium (Pt13%Rh) / Platin	0 °C bis 1.600 °C
Typ B	Platin-Rhodium (Pt30%Rh) / Platin-Rhodium (Pt6%Rh)	0 °C bis 1.820 °C

3. Genauigkeitsklassen und Toleranzen

Ein entscheidender Faktor für die Qualität der Temperaturmessung ist die Genauigkeitsklasse des Thermoelements. Die DIN EN 60584 unterteilt Thermoelemente in zwei Genauigkeitsklassen:

Klasse 1: Hohe Präzision mit engen Toleranzen
Klasse 2: Standardgenauigkeit mit größeren Toleranzen

Tabelle 2: Toleranzen nach DIN EN 60584

Thermoelement-Typ	Klasse 1 Toleranz	Klasse 2 Toleranz
Typ K	±1,5 °C oder ±0,004×t	±2,5 °C oder ±0,0075×t
Typ J	±1,5 °C oder ±0,004×t	±2,5 °C oder ±0,0075×t
Typ T	±0,5 °C oder ±0,004×t	±1,0 °C oder ±0,0075×t
Typ N	±1,5 °C oder ±0,004×t	±2,5 °C oder ±0,0075×t
Typ S	±1,0 °C oder ±[1+(t-1100)/100] °C	±1,5 °C oder ±[1+(t-1100)/75] °C
Typ B	±0,5 °C oder ±0,0025×t	±1,5 °C oder ±0,0025×t

(*t bezeichnet die gemessene Temperatur in °C)

Diese Toleranzen müssen bei der Auswahl eines Thermoelements berücksichtigt werden, insbesondere wenn präzise Messungen erforderlich sind.

4. Kalibrierung und Eichung

Da Thermoelemente im Laufe der Zeit durch mechanische und chemische Einflüsse einer Drift unterliegen können, ist eine regelmäßige Kalibrierung erforderlich. Die DIN EN 60584 schreibt keine festen Kalibrierintervalle vor, jedoch sollten Unternehmen folgende Faktoren beachten:

Einsatzumgebung (chemische Einflüsse, Temperaturzyklen)
Gewünschte Messgenauigkeit
Gesetzliche Anforderungen (z. B. in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie)

Moderne Kalibrierverfahren beinhalten den Vergleich mit einem Referenzthermometer in einem Kalibrierbad oder einem Temperaturofen.

5. Einflussfaktoren auf die Messgenauigkeit

Es gibt verschiedene externe Faktoren, die die Präzision eines Thermoelements beeinflussen können:

Alterung des Thermoelements: Oxidation und Versprödung können die Messergebnisse verfälschen.
Erdung und Störungen: Elektromagnetische Störungen können die Spannungsmessung beeinträchtigen.
Wärmeableitung: Eine unsachgemäße Montage kann zu Messfehlern durch Wärmebrücken führen.
Kontaktstellen und Kabelverbindungen: Hochwertige Anschlussleitungen sind entscheidend für exakte Messungen.

6. Auswahl des richtigen Thermoelements

Die Wahl des geeigneten Thermoelements hängt von mehreren Faktoren ab:

Temperaturbereich: Wird eine hohe oder niedrige Temperatur gemessen?
Einsatzumgebung: Ist das Thermoelement korrosiven Gasen oder Feuchtigkeit ausgesetzt?
Genauigkeitsanforderungen: Welche Toleranzen sind zulässig?
Reaktionszeit: Wie schnell muss die Messung erfolgen?

Zusammenfassend

Die Temperaturmessung nach DIN EN 60584 ist ein komplexes, aber essenzielles Thema für viele Industrien. Die Wahl des richtigen Thermoelements, die Berücksichtigung von Genauigkeitsklassen und eine regelmäßige Kalibrierung sind entscheidend für exakte Messergebnisse. Wer sich mit diesen Aspekten intensiv auseinandersetzt, kann nicht nur die Qualität der Messungen verbessern, sondern auch die Prozesssicherheit und Effizienz steigern.

Für Unternehmen, die höchste Präzision benötigen, ist es sinnvoll, sich an Experten für Kalibrierung und Messtechnik zu wenden. So wird sichergestellt, dass alle relevanten Normen eingehalten und Messergebnisse zuverlässig dokumentiert werden.

Typ TC95 Stufen-Thermoelement in Bandausführung Mit oder ohne Schutzrohr

Ausführungen nach Kundenspezifikation
Verschiedene Prozessanschlüsse
Auswechselbare Messeinsätze
Einsatz in Verbindung mit einem Schutzrohr
Explosionsgeschützte Ausführungen Ex i, Ex n und NAMUR NE24

Datenblatt
Bedienungsanleitung
Bedienungsanleitung
Bedienungsanleitung

Größe	96 x 48 mm
Anzeige	5-stellig 14 mm Ziffernhöhe Farbe: rote, grüne, orange oder blaue Anzeige
Bedienung	frontseitige Tastatur Schutzart IP65
Eingänge	Thermoelement Typ L, J, K, B, S, N, E, T, R
Analogausgang	2 Analogausgänge 0/4-20 mA / 0-10 VDC / 16 Bit
Schaltausgang	2 oder 4 Wechslerrelais 250 V / 5 AAC, 30 V / 5 ADC oder 8 PhotoMos-Ausgänge (Schließer) 30 V / 0,4 A AC/DC
Schnittstelle	RS232 oder RS485 galvanisch getrennt Alternativ zu Analogausgang 2
Spannungsversorgung	100-240 VAC 50/60 Hz / DC +/- 10% 10-40 VDC / 18-30 VAC 50/60Hz
Geberversorgung	–
Software-Eigenschaften	min/max-Speicher mit einstellbarer Permanentdarstellung Anzeigenblinken bei Grenzwertüberschreitung/-unterschreitung flexibles Alarmsystem mit einstellbaren Verzögerungszeiten Helligkeitsregelung über Parameter oder Fronttasten Programmiersperre über Codeeingabe

Größe	96 x 48 mm
Anzeige	5-stellig 14 mm Ziffernhöhe Farbe: rote, grüne, orange oder blaue Anzeige
Bedienung	frontseitige Tastatur Schutzart IP65
Eingänge	Thermoelement Typ L, J, K, B, S, N, E, T, R
Analogausgang	0/4-20 mA / 0-10 VDC / 16 Bit Alternativ Digitaleingang
Schaltausgang	2 Wechslerrelais 250 V / 5 AAC, 30 V / 5 ADC
Schnittstelle	–
Spannungsversorgung	230 VAC 10-30 VDC galvanisch getrennt Andere Spannungsversorgungen auf Anfrage!
Geberversorgung	–
Software-Eigenschaften	min/max-Speicher mit einstellbarer Permanentdarstellung Anzeigenblinken bei Grenzwertüberschreitung/-unterschreitung flexibles Alarmsystem mit einstellbaren Verzögerungszeiten Helligkeitsregelung über Parameter oder Fronttasten Programmiersperre über Codeeingabe

Größe	96 x 48 mm
Anzeige	4-stellig 14 mm Ziffernhöhe Farbe: rote, grüne, orange oder blaue Anzeige
Bedienung	frontseitige Tastatur Schutzart IP65
Eingänge	Thermoelement Typ L, J, K, B, S, N, E, T, R
Analogausgang	–
Schaltausgang	–
Schnittstelle	–
Spannungsversorgung	230 VAC 24 VDC +/-10% galvanisch getrennt Andere Spannungsversorgungen auf Anfrage!
Geberversorgung	–
Software-Eigenschaften	Min/Max-Werteerfassung Darstellung in °C oder °F Anzeigenblinken bei Grenzwertüberschreitung/-unterschreitung Richtungstasten zum Abfragen der Min/Max-Werte oder für Grenzwertkorrekturen während des Betriebes Leitungsanpassung Programmiersperre via Codeeingabe

Größe	96 x 24 mm
Anzeige	5-stellig 14 mm Ziffernhöhe Farbe: rote, grüne, orange oder blaue Anzeige
Bedienung	frontseitige Tastatur Schutzart IP65
Eingänge	Thermoelement Typ L, J, K, B, S, N, E, T, R
Analogausgang	0/4-20 mA / 0-10 VDC / 16 Bit Alternativ Schnittstelle RS232/RS485
Schaltausgang	1 oder 2 Wechslerrelais 250 VAC / 2 AAC ; 30 VDC / 2 ADC
Schnittstelle	RS232 oder RS485 galvanisch getrennt Alternativ Analogausgang
Spannungsversorgung	100-240 VAC 50/60 Hz / DC +/- 10% 10-40 VDC / 18-30 VAC 50/60Hz
Geberversorgung	–
Software-Eigenschaften	min/max-Speicher mit einstellbarer Permanentdarstellung Anzeigenblinken bei Grenzwertüberschreitung/-unterschreitung flexibles Alarmsystem mit einstellbaren Verzögerungszeiten Helligkeitsregelung über Parameter oder Fronttasten Programmiersperre über Codeeingabe