Bei falscher Installation können Fehler wie Wärmeleitfähigkeit und Zeitverzögerung auftreten, welche die Hauptfehler bei der Verwendung von Thermoelementen darstellen.
1. Fehler durch unsachgemäße Installation
Das Thermoelement sollte nicht zu nahe an der Tür und dem Heizort installiert werden, die Einstecktiefe sollte mindestens das 8- bis 10-fache des Durchmessers des Schutzrohrs betragen und die Installationsposition und Einstecktiefe sollten nicht die tatsächliche Temperatur des Ofens widerspiegeln. Daher sollte der Spalt zwischen dem Thermoelement-Schutzrohr und der Ofenwand mit Wärmedämmstoffen wie feuerfestem Schlamm oder Asbestseil blockiert werden, um die Konvektion von kalter und heißer Luft zu vermeiden und die Genauigkeit der Temperaturmessung zu beeinträchtigen. Bei der Installation von Thermoelementen sollten starke Magnetfelder und starke elektrische Felder so weit wie möglich vermieden werden, und Thermoelemente und Stromkabel sollten nicht in derselben Leitung installiert werden, um Störungen und Fehler zu vermeiden. Thermoelemente können nicht in Bereichen installiert werden, in denen das zu messende Medium selten fließt, und wenn die Temperatur des Gases in der Röhre mit Thermoelementen gemessen wird, müssen die Thermoelemente in Richtung der Fließgeschwindigkeit und in vollem Kontakt mit dem Gas installiert werden.
2. Fehler durch Verschlechterung der Isolierung
So führt beispielsweise übermäßiger Schmutz oder Salzschlacke im Thermoelement-Schutzrohr und in der Kabelplatte zu einer mangelhaften Isolierung zwischen dem thermoelektrischen Dipol und der Ofenwand. Dies ist bei hohen Temperaturen noch gravierender und führt nicht nur zu einem Verlust des thermoelektrischen Potenzials, sondern auch zu Störungen, deren daraus resultierender Fehler manchmal mehrere Hundert Grad betragen kann.
3. Durch thermische Trägheit verursachte Fehler
Dieser Effekt ist besonders bei schnellen Messungen aufgrund der thermischen Trägheit des Thermoelements spürbar, wodurch der angezeigte Wert des Messgeräts hinter der Änderung der gemessenen Temperatur zurückbleibt. Daher sollten so oft wie möglich Thermoelemente mit dünneren Thermoden und Schutzrohren mit kleinerem Durchmesser verwendet werden. Wenn die Temperaturmessumgebung dies zulässt, kann das Schutzrohr sogar entfernt werden. Aufgrund der Messverzögerung ist die Amplitude der vom Thermoelement erfassten Temperaturschwankung kleiner als die der Ofentemperaturschwankung. Je größer die Messhysterese, desto kleiner ist die Amplitude der Schwankungen des Thermoelements und desto größer ist die Differenz zur tatsächlichen Ofentemperatur. Wenn zum Messen oder Regeln der Temperatur ein Thermoelement mit einer großen Zeitkonstante verwendet wird, schwankt die vom Messgerät angezeigte Temperatur zwar sehr wenig, die tatsächliche Ofentemperatur kann jedoch stark schwanken. Um die Temperatur genau zu messen, sollten Thermoelemente mit kleinen Zeitkonstanten ausgewählt werden. Die Zeitkonstante ist umgekehrt proportional zum Wärmeübertragungskoeffizienten und direkt proportional zum Durchmesser des heißen Endes des Thermoelements, der Dichte des Materials und der spezifischen Wärme. Im Einsatz werden üblicherweise Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit, dünnen Wänden und kleinem Innendurchmesser verwendet. Bei genaueren Temperaturmessungen werden Thermoelemente mit blankem Draht ohne Schutzhüllen verwendet, die jedoch leicht beschädigt werden und rechtzeitig kalibriert und ausgetauscht werden sollten.
4. Wärmewiderstandsfehler
Wenn sich bei hohen Temperaturen eine Schicht Kohleasche auf dem Schutzrohr befindet und Staub daran haftet, erhöht sich der Wärmewiderstand, was die Wärmeleitung behindert und die Temperaturanzeige niedriger ist als der tatsächliche Wert der gemessenen Temperatur. Daher sollte die Außenseite des Thermoelement-Schutzrohrs sauber gehalten werden, um Fehler zu vermeiden.