So kalibrieren Sie ein Thermoelement richtig – Eine praxisnahe Anleitung.

Moin, ich bin Peter.
In meinen über 30 Jahren in der Industrie habe ich eines immer wieder gesehen:

Thermoelemente sind präzise, aber nur, wenn sie regelmäßig kalibriert werden. Leider wird das Thema Kalibrierung oft unterschätzt – bis plötzlich ungenaue Messwerte zu Problemen führen.

In diesem Beitrag erkläre ich Ihnen, warum die Kalibrierung so wichtig ist, welche Methoden es gibt und wie Sie Ihre Thermoelemente Schritt für Schritt richtig kalibrieren.

Thermoelemente verändern sich über die Zeit – durch hohe Temperaturen, chemische Einflüsse oder mechanische Belastungen. Das Problem: Die gemessene Temperatur kann von der tatsächlichen Temperatur abweichen, ohne dass es sofort auffällt.

Typische Folgen einer fehlerhaften Kalibrierung:

In Industrieöfen:
Falsch eingestellte Temperaturen führen zu Materialfehlern oder erhöhtem Energieverbrauch.

In der Lebensmittelproduktion:
Temperaturabweichungen können dazu führen, dass Pasteurisation oder Kühlprozesse nicht optimal laufen.

In der Qualitätssicherung:
Ungenaue Messwerte können fehlerhafte Produkte durch die Prüfung rutschen lassen.

Mein Tipp!
Planen Sie regelmäßige Kalibrierungen ein – das spart langfristig Kosten und verhindert unnötige Produktionsprobleme.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein Thermoelement zu kalibrieren. Die Wahl der richtigen Methode hängt von der Genauigkeit ab, die Sie benötigen, und davon, ob die Kalibrierung im laufenden Betrieb erfolgen soll.

Vergleichskalibrierung (Relative Kalibrierung) Prinzip: Ein Thermoelement wird mit einem Referenzthermometer verglichen.

Vorteil: Schnell und ohne großen Aufwand durchführbar.
Nachteil: Abweichungen lassen sich erkennen, aber nicht direkt korrigieren.
Anwendungsbereich: Regelmäßige Überprüfung in der Produktion.

Fixpunkt-Kalibrierung Prinzip: Das Thermoelement wird bei einer genau bekannten Temperatur (z. B. dem Gefrier- oder Siedepunkt von Wasser) geprüft.

Vorteil: Hohe Genauigkeit, da die Referenztemperatur fest definiert ist.
Nachteil: Nur für bestimmte Temperaturbereiche anwendbar.
Anwendungsbereich: Präzisionsmessungen in Laboren und Forschungseinrichtungen.

Kalibrierung mit Trockenblock oder Flüssigkeitsbad Prinzip: Das Thermoelement wird in einen temperierten Block oder ein Ölbad mit definierter Temperatur gesetzt.

Vorteil: Schnelle und zuverlässige Methode für viele Temperaturbereiche.
Nachteil: Anschaffung eines Kalibrierbads oder Trockenblocks notwendig.
Anwendungsbereich: Industrie, Labor, Qualitätssicherung.

Mein Tipp!
Wenn es um schnelle Prüfungen im Betrieb geht, reicht meist die Vergleichskalibrierung. Bei hohen Genauigkeitsanforderungen sind Fixpunkt-Kalibrierungen oder Trockenblöcke die bessere Wahl.

Was Sie benötigen:
✔ Ein funktionierendes Thermoelement
✔ Ein präzises Referenzthermometer oder eine kalibrierte Temperaturquelle
✔ Einen Trockenblock, ein Flüssigkeitsbad oder eine definierte Fixpunkttemperatur
✔ Ein Messgerät zur Spannungsmessung (falls nötig)

Schritt 1:
Prüfen Sie das Thermoelement auf äußere Schäden.

Sehen Sie sich den Sensor genau an – gibt es Anzeichen von Korrosion, Brüchen oder Knicken Prüfen Sie die Verbindungen und Stecker auf festen Sitz. Falls ein Schutzrohr vorhanden ist: Ist es sauber oder verschmutzt?

Mein Tipp!
Ein beschädigtes Thermoelement liefert auch nach einer Kalibrierung keine verlässlichen Werte. Lieber rechtzeitig ersetzen!

Schritt 2:
Referenztemperatur festlegen.

Entscheiden Sie, in welchem Temperaturbereich Sie kalibrieren wollen. Falls möglich, nutzen Sie eine Temperatur nahe Ihrer späteren Messanwendung.

Beispiele für Fixpunkt-Kalibrierung:
0 °C (Eiswasser) – 100 °C (kochendes Wasser, Meereshöhe beachten!)
Definierte Temperaturen mit einem Trockenblock oder Flüssigkeitsbad

Mein Tipp!
Bei kritischen Anwendungen immer mindestens zwei Kalibrierpunkte wählen – einen im unteren und einen im oberen Bereich des zu messenden Spektrums.

Schritt 3:
Thermoelement in die Kalibrierquelle einführen.

Platzieren Sie das Thermoelement in der Referenztemperaturquelle.
Achten Sie darauf, dass das gesamte Messende in der Temperaturzone liegt – mindestens 10-fache Sondendicke als Eintauchtiefe.
Warten Sie, bis die Temperatur stabil ist.

Mein Tipp!
Je kleiner der Temperaturunterschied zwischen Messstelle und Umgebung, desto genauer die Kalibrierung.

Schritt 4:
Messwerte ablesen und Abweichung bestimmen.

Vergleichen Sie die Anzeige des Thermoelements mit der Referenztemperatur.
Notieren Sie sich die Abweichung für jeden Kalibrierpunkt.

Falls die Abweichung zu groß ist: Justieren oder ersetzen Sie das Thermoelement.

Mein Tipp!
Hersteller geben oft eine Toleranz an. Liegt Ihre Messabweichung darüber? Dann wird es Zeit für einen Austausch oder eine Korrektur!

Schritt 5:
Dokumentation & regelmäßige Kalibrierung einplanen.

Speichern oder notieren Sie die Ergebnisse. Legen Sie ein Kalibrierintervall fest – je nach Einsatz und Anforderungen.

Empfohlene Kalibrierintervalle:
Hochpräzisionsmessungen: Alle 3 bis 6 Monate
Normale Industrieanwendungen: Einmal jährlich

Rauhe Umgebungen (hohe Temperaturen, aggressive Medien): alle 3 bis 6 Monate

Mein Tipp!
Lieber einmal zu oft kalibrieren als einmal zu selten – Fehler schleichen sich oft unbemerkt ein!

Präzise Nullpunkt-Kalibrierung mit Eiswasser:
Nutzen Sie eine Mischung aus Eiswürfeln und destilliertem Wasser in einem isolierten Behälter – so erhalten Sie eine exakte 0°C-Referenz.

Längere Lebensdauer durch Schutzrohre:
Setzen Sie Thermoelemente nicht direkt heißen oder aggressiven Umgebungen aus – Schutzrohre verlängern die Haltbarkeit erheblich.

Temperaturdrift im Blick behalten:
Vergleichen Sie ältere Kalibrierdaten – wenn die Abweichungen mit der Zeit größer werden, sollten Sie das Thermoelement tauschen.

Praxisbeispiel:
Ich habe einmal ein Thermoelement in einer aggressiven Chemieanlage gesehen, das aus einfachem Edelstahl gefertigt war – es hielt nur wenige Wochen. Mit einer Inconel-Ummantelung hielt das neue Thermoelement über zwei Jahre!

Auch der Anschluss kann entscheidend sein:

Stecker oder Direktverdrahtung?
Miniaturstecker sind praktisch für den schnellen Austausch. Festverdrahtete Sensoren vermeiden Übergangswiderstände.

Analog oder digital?
Analoge Ausgänge (mV-Signal) sind Standard, benötigen aber gute Kabelqualität.Digitale Sensoren mit Signalaufbereitung vermeiden Störungen und ermöglichen Fernüberwachung.

Auch mit Erfahrung kann es passieren, dass ein Thermoelement nicht optimal zur Anwendung passt. Oft liegt das daran, dass bewährte Standards einfach übernommen werden, ohne die spezifischen Bedingungen genau zu prüfen. Doch kleine Unterschiede – sei es im Temperaturbereich, der Umgebung oder den mechanischen Belastungen – können große Auswirkungen haben.

Damit Sie von Anfang an die richtige Wahl treffen, habe ich die häufigsten Stolperfallen zusammengestellt – und zeige Ihnen, wie Sie sie vermeiden.

Fehlentscheidung: „Ich nehme einfach Typ K, der ist Standard.“
Lösung: Prüfen Sie den Temperaturbereich und die Umgebung – manchmal ist ein spezialisierter Typ besser.

Fehlentscheidung: „Je dicker das Thermoelement, desto besser.“
Lösung: Dickere Drähte halten länger, reagieren aber langsamer – in manchen Anwendungen ist eine schnelle Reaktionszeit wichtiger.

Fehlentscheidung: „Ich spare mir das Schutzrohr.“
Lösung: Ohne Schutzrohr geht das Thermoelement oft viel zu schnell kaputt – besser einmal richtig investieren.

Wenn Sie unsicher sind, welches Thermoelement das richtige ist, gehen Sie Schritt für Schritt vor:

→ Definieren Sie die Anforderungen: Temperaturbereich, Umgebung, Genauigkeit.

→ Wählen Sie den passenden Thermoelement-Typ anhand der Tabelle.

→ Berücksichtigen Sie das Mantelmaterial – ist Korrosion oder Abrieb ein Problem?

→ Achten Sie auf den richtigen Anschluss – Stecker oder Direktverdrahtung?

→ Planen Sie eine regelmäßige Kalibrierung, um Langzeitdrift zu vermeiden.

Mein Tipp: Lieber einmal gut auswählen als später mit fehlerhaften Messwerten kämpfen!

Ein falsch gewähltes Thermoelement kann teuer, ineffizient und unzuverlässig sein. Wer sich aber vorab die richtigen Fragen stellt und eine durchdachte Wahl trifft, sorgt für genaue Messwerte, lange Standzeiten und weniger Wartungsaufwand.

Haben Sie Fragen oder eine konkrete Anwendung, bei der Sie unsicher sind? Schreiben Sie mir – ich helfe Ihnen gerne weiter!