Ein Widerstandsthermometer ist ein Thermometer, bei dem die Temperatur nicht anhand des linearen oder Volumen-Ausdehnungskoeffizienten eines Stoffes gemessen wird, sondern über die Temperaturabhängigkeit dessen elektrischen Widerstandes. Reine Metalle zeigen stärkere Widerstandsänderungen als Legierungen und haben einen relativ konstanten Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes. Für präzise Messungen verwendet man daher sehr reine Edelmetalle (meist Platin), da diese überdies keine Korrosion zeigen.
Der Widerstand kann jedoch auch aus Keramik oder Halbleitern bestehen, womit sich sehr viel höhere Temperaturkoeffizienten als mit Metallen erzielen lassen. Man bezeichnet diese Widerstände als Thermistor, wobei zwischen Heißleitern (NTC-Widerstände) und Kaltleitern (PTC-Widerstände) unterschieden wird.

Innerhalb kleiner Temperaturbereiche kann oft die Formel

$R\_W\; =\; R\_\{20\}\; \backslash cdot\; (1\; +\; \backslash alpha\; \backslash cdot\; \backslash Delta\; T)$

angewendet werden. Ist der Temperaturkoeffizient α bekannt (Materialkonstante), kann die Temperatur berechnet werden:

$T\; =\; 20\backslash ,^\{\backslash circ\}C\; +\; (R\_W\; /\; R\_\{20\}\; -\; 1)/\backslash alpha$

Voraussetzung für eine so einfache Berechnung ist ein über den gesamten Messbereich konstanter Temperaturkoeffizient. In der Praxis ist dies meist nur annähernd der Fall. Platin - Widerstandsthermometer haben zum Beispiel einen Messbereich von etwa -250 °C bis 1000 °C, für genaue Messungen über den gesamten Einsatzbereich muss die Temperaturabhängigkeit von α berücksichtigt werden bzw. es muss zwischen den genormten Tabellenwerten (siehe unten) interpoliert werden.

Platin - Widerstandsthermometer werden zur genauen Temperaturmessung bis etwa 850 Grad Celsius verwendet. Meistens wird ein standardisierter Temperaturfühler verwendet (zum Beispiel Pt100 mit einem Nennwiderstand von 100 Ω bei 0 °C). Je nach Anwendung befindet sich das Platin in Draht- oder Schichtform auf einem keramischen Träger und ist meist von einem Schutzrohr aus korrosions- und hitzefestem Material umhüllt. Bei niedrigeren Temperaturen ist dies meist ein Metallrohr, bei höheren Temperaturen kommt ebenfalls Keramik zum Einsatz.

Halbleiter - Widerstandsthermometer arbeiten oft mit Silizium - Thermistoren, wobei die Fertigungstechnologie auf eine möglichst steile, lineare Kennlinie abzielt.
Während Platin- Widerstände untereinander austauschbar sind, ist dies bei Thermistoren oft nicht der Fall, da die Exemplarstreuungen der Absolutwerte und der Kennlinien zu stark sind.

Zur Widerstandsmessung muss der Widerstand von einem Strom durchflossen werden. Misst man nun die anliegende Spannung, erhält man ein dem Widerstand proportionales Signal. Um den Fehler durch Eigenerwärmung gering zu halten, muss der Messstrom möglichst gering sein.
Um die Einflüsse der Widerstände der Zuleitungen auf den Messwert zu vermeiden, werden Platin-Widerstandssensoren auch mit 3- oder 4-Leiteranschluss gefertigt. Dadurch wird eine getrennte Zuführung des Messstromes möglich bzw. der Zuleitungsfehler kann kompensiert werden.

Weblinks

Widerstandsthermometer / Thermoelemente
Tabellarische Nom. PT100 Werte bis 850°C

Resistance thermometer | Thermomètre à résistance de platine | Weerstandsthermometer