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Das Kapitel 16 enthalt ausfuhrlichere Tabellen mit kleineren Schrittweiten zu Kapitel 6 - Dynamisches Verhalten von Beruhrungsthermometern in Flussigkeiten und Gasen, Kapitel 9 - Widerstandsthermometer, Kapitel 10 - Thermoelemente und Kapitel 13 - Strahlungstemperaturmesseung.

Zu den in diesem Kapitel behandelten Grundlagen gehoren im Abschnitt 2.1 die Definitionen der thermodynamischen Temperatur aus dem Carnotschen Kreisprozess, nach Planck und der kinetischen Gastheorie sowie ihrer Einheit Kelvin, ferner der fur die Messpraxis wichtige sogenannte 0. Hauptsatz der Thermodynamik und die Charakterisierung der Temperatur als intensive Messgrose.

Im Abschnitt 6.1 werden die wichtigsten Begriffe und die Anwendung von Kennwerten zum dynamischen Verhalten fur zwei typische Anwendungsfalle beschrieben: Messung stationarer Temperaturen (Sprungantwort, Ubergangsfunktion, Zeitkonstante, Zeitprozent-Kennwerte), Messung zeitlich veranderlicher Temperaturen (Frequenzgang, Grenzfrequenz und Ubertragungsfunktion). Auserdem werden die Ursachen des dynamischen Verhaltens und die Einflussfaktoren darauf dargestellt.

Im Abschnitt 5.1 werden ausgehend von den speziellen Messbedingungen in Flussigkeiten und Gasen (Fluide) typische Messsituationen und Messaufgaben beschrieben und danach die relevanten Einflussfaktoren auf die Sensortemperatur und die Ursachen fur thermisch bedingte Messfehler bei Temperaturmessungen in stromenden Gasen und Flussigkeiten behandelt.

Fur bestimmte Anwendungszwecke mussen Thermometer oder Temperatursensoren vor ihrem Einsatz zugelassen, gepruft, geeicht bzw. kalibriert sein, um Forderungen zur Prufmitteluberwachung in Qualitatsmanagementsystemen oder Vorgaben im gesetzlichen Meswesen zu entsprechen. Viel haufiger wird jedoch die Einhaltung bestimmter Mesunsicherheiten nachzuweisen sein.

Der Abschnitt 11.1 behandelt mit der Nyquist-Gleichung die physikalische Grundlage der Rausch-Temperaturmessung als primares Messverfahren fur die thermodynamische Temperatur, ferner die Grose der Rauschspannung sowie die erforderliche Messzeit in Abhangigkeit von der Messunsicherheit. Anschliesend werden die direkten und die indirekten Rauschspannungsmessungen sowie die Rauschleistungsmessungen erlautert. Besondere Bedeutung kommt dabei den Vergleichsverfahren und der Korrelationstechnik zu. Abschliesend werden Ausfuhrungen von Rauschthermometern fur den Hoch- und Tiefsttemperaturbereich beschrieben.

Mit einem Beruhrungsthermometer wird die Temperatur TM eines Mesobjektes oder Mes- mediums mittelbar gemessen. Dabei sind die Grundprinzipien der mittelbaren Temperaturmessung wirksam (→ Abschn. 2.3.4).

Im allgemeinen Fall mus von Warmequellen und Warmesenken in einem Festkorper oder Schuttgut (Mesobjekt) sowie von einem Warmetransport zwischen Mesobjekt und einer Umgebung anderer Temperatur ausgegangen werden. Ergiebigkeit und ortliche Verteilung von Warmequellen bzw. -senken, eine Ortsabhangigkeit der Warmeleitfahigkeit sowie ortsund temperaturabhangige Warmeubergangsbedingungen sowie die gesamte Geometrie des Festkorpers beeinflussen die Ausbildung von stationaren und instationaren Temperaturfeldern. Im Bild 4.1 ist eine vereinfachte Situation grafisch dargestellt.

Temperaturindikatoren andern — meist irreversibel — ihre ausere Form oder ihre Farbe beim Uberschreiten einer bestimmten Temperatur. Sie nutzen verschiedene temperaturabhangige Materialeigenschaften aus. Sie werden als relativ preiswertes und einfaches Hilfsmittel sowohl zur Langzeituberwachung der Temperatur bei Lager- und Transportgutern als auch fur spezielle technologische Prozesse eingesetzt [12–1].

Bei Temperaturmessungen in stromenden Fluiden (Gase, Flussigkeiten) konnen unter etwas vereinfachten Bedingungen folgende typische Messituationen unterschieden werden: (1) Der Temperatursensor befindet sich ohne eine thermische Kopplung mit einer anders temperierten Umgebung in einem stromenden Medium. Seine Abmessungen sind gegenuber dem Stromungsfeld des Mediums und dessen Temperaturgradienten vernachlassigbar. Er befindet sich also in einem homogenen Temperaturfeld. Im stationaren Zustand herrschen isotherme Bedingungen, d.h. Temperatursensor bzw. die ganze Temperaturmeseinrichtung nehmen vollstandig die Temperatur des Mediums TM an. Sind die Sensorabmessungen nicht vernachlassigbar gegenuber den Temperaturgradienten im Medium senkrecht zur Stromungsrichtung, bildet der Temperatursensor den arithmetischen Temperaturmittelwert uber seinen Querschnitt (→ Abschn. 2.2.2). Temperaturprofile T(x) des mit der Geschwindigkeit v in Richtung x stromenden Mediums wirken sich am Sensor als zeitliche Temperaturanderungen TM(t) aus: % MathType!MTEF!2!1!+- % feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamivamaaBa % aaleaacaWGnbaabeaakiaacIcacaWG0bGaaiykaiabg2da9iaadsfa % daWgaaWcbaGaamytaiaacYcacaaIWaaabeaakiabgUcaRiaadsfaca % GGNaWaaSbaaSqaaiaad2eaaeqaaOGaaiikaiaadIhacaGGPaGaeyyX % ICTaamODaiabgwSixlaadshaaaa!4ABD! \[ T_M (t) = T_{M,0} + T'_M (x) \cdot v \cdot t \]{fy(5-1) Beispiele fur solche Messituationen sind Temperaturmessungen in der Atmosphare oder auch in der Tiefe groser Gewasser. (2) Der Temperatursensor befindet sich in einem halbunendlich ausgedehnten stromenden Medium, das gegen einen Festkorper oder ein zweites fluidisches Medium mit einer abweichenden Temperatur (z.B. Umgebungstemperatur) abgegrenzt ist, in der Mehrzahl der Falle durch eine feste Wand. Uber Anschlusleitungen, Befestigungsmittel sowie Einbau- und Anschlusarmaturen wird eine nicht zu vernachlassigende thermische Kopplung zwischen Sensor und Umgebung hervorgerufen, in Flussigkeiten vorwiegend durch Konvektion und Warmeleitung. In Gasen kommt ein mit der Temperatur wachsender Strahlungsanteil hinzu. Bei ausreichend groser Eintauchlange und vernachlassigbarer Warmeableitung geht diese Messituation in (1) uber. Diese Messituation ist durch einen Temperaturgradienten im Medium senkrecht zur Wand bzw. zur Grenzflache charakterisiert. In Abhangigkeit vom Abstand zur Grenzschicht geht er in ein homogenes Temperaturfeld uber. Eine Storung des Stromungs- und Temperaturfeldes des Mediums durch den Temperaturfuhler tritt zumindest in der Randzone auf. In diesem Bereich mit einem nicht zu vernachlassigenden Temperaturgradienten bildet der Sensor den arithmetischen Temperaturmittelwert uber seinen Querschnitt in Stromungsrichtung. Die Relativgeschwindigkeit v zwischen Medium und Temperaturfuhler kann auch durch Bewegung des Thermometers in einem ruhenden Medium erzeugt werden. Zum Schutz des Temperatursensors bei aggressiven Medien und vor mechanischthermischen Belastungen kann ein zusatzliches Schutzrohr vorgesehen werden, das naturlich die mestechnischen Eigenschaften der Temperaturmesstelle erheblich beeinflust. Beispiele fur solche Messituationen sind Thermometer, die in Wande von Behaltern eingebaut sind oder in Metallschmelzen eintauchen bzw. Temperaturfuhler an der Ausenseite von Luft-, Wasser- und Landfahrzeugen. (3) Im technischen Bereich ist der Querschnitt einer Stromung meist durch Rohr- oder Behalterwande zweiseitig (bezogen auf die Thermometerachse) gegen eine anders temperierte Umgebung begrenzt. Es mus dabei im Regelfall mit nicht zu vernachlassigenden Temperatur- und Geschwindigkeitsprofilen quer zur Stromungsrichtung gerechnet werden. Die Einbaulange des Thermometers ist haufig begrenzt. Insbesondere bei Temperaturfuhlern mit zusatzlichen Schutzrohren kann eine erhebliche Veranderung des Stromungs- und damit auch des Temperaturprofils auftreten.

Die thermodynamische Temperatur ist eine der Basisgrosen des internationalen universellen Grosensystems SI (→ Tabelle 2–1). Ihre Einheit — das Kelvin — ist dementsprechend eine der Basiseinheiten [2–1] und ist wie die Einheiten der Zeit und der Masse unabhangig von anderen Grosen definiert [2–2].

Unter dem dynamischen Verhalten (Zeitverhalten) eines Beruhrungsthermometers versteht man die Abhangigkeit des zeitlichen Verlaufs der Ausgangsgrose bzw. der Anzeige vom zeitlichen Verlauf der Temperatur des Mesobjektes oder -mediums TM(t) [6-1]. Der haufig fur eine Messung zeitlicher Mesgrosenanderungen benutzte Begriff der dynamischen Messung [3–15] sollte nur verwendet werden, wenn eine (quasistationare) Grose uber einen zeitabhangigen Vorgang bestimmt wird, z.B. bei der Messung einer elektrischen Kapazitat uber die Entladezeitkonstante bei bekanntem Widerstand, Warmeleitfahigkeits-Messungen mit Heizdrahten [6-2] oder nach der Laser-Flash-Methode [6-3], Berechnung von stationaren Endwerten aus Teilen einer Sprungantwort (→ Abschn. 6.10.3 – 6.10.5).

Natural Trp residues in proteins have an intrinsic fluorescence in the range between λem 330 and 350 nm. Trp fluorescence is sensitive to general solvent effects and its emission spectrum and quantum yield strongly depends on the protein structure and on the local microenvironment. Conformational changes in proteins, e.g., due to denaturation or ligand and substrate binding, could therefore be principally analyzed by fluorescence spectroscopy. However, the study of protein/protein interactions is limited, as the intrinsic Trp fluorescence of different proteins overlaps, thus making it impossible to assign and interpret fluorescence changes that result from intermolecular associations. An approach to solve this problem is to specifically alter the spectral properties of one protein by the incorporation of spectrally enhanced Trp analogues like 5-fluorotryptophan (5-FW), 5-hydroxytryptophan (5-HW) or 7-azatryptophan (7-AW). While all three analogues differ in their photophysical properties (Ross et al. 1997), the two latter are the most widely used tryptophan analogues which have already been incorporated into a number of proteins (Hogue et al. 1992; Ross et al. 1992; Laue et al. 1993; Soumillion et al. 1995). 5-HW and 7-AW display a red-shifted λem(max) and the unique spectral features of these analogues allows then to be observed specifically also in presence of other natural Trp residues.