Einleitung
Bei der Auswahl eines Infrarot-Thermometers finden sich in den technischen Daten häufig Angaben wie „Auflösung: 0,1 °C“ oder „Anzeigeauflösung: 0,1 °C / 0,1 °F“. Dabei wird die Auflösung häufig mit der Messgenauigkeit verwechselt.
Tatsächlich beschreibt die Auflösung, wie klein eine Temperaturänderung sein kann, die das Gerät anzeigen oder unterscheiden kann. Die tatsächliche Messgenauigkeit hängt hingegen von weiteren Faktoren wie Sensorqualität, Kalibrierung, Emissionsgradeinstellung, Messabstand, Zielgröße und Umgebungsbedingungen ab.
Die korrekte Interpretation der Auflösung ist daher eine wichtige Voraussetzung für den Vergleich von Infrarot-Thermometern.
Das Wichtigste auf einen Blick
● Die Auflösung beschreibt die kleinste Temperaturänderung, die ein Infrarot-Thermometer anzeigen oder unterscheiden kann.
● Eine Auflösung von 0,1 °C bedeutet in der Regel, dass sich der Anzeigewert in Schritten von 0,1 °C ändern kann.
● Eine höhere Auflösung bedeutet nicht automatisch eine höhere Messgenauigkeit.
● Die Auflösung ist nicht mit dem D:S-Verhältnis gleichzusetzen. Dieses beschreibt das Verhältnis von Messabstand zu Messfleckgröße.
● Für die meisten Anwendungen in HVAC, Elektrotechnik, Instandhaltung und industrieller Prüfung ist eine Anzeigeauflösung von 0,1 °C in der Regel ausreichend.
● Die Leistungsfähigkeit eines Infrarot-Thermometers sollte immer anhand mehrerer Parameter wie Auflösung, Genauigkeit, Wiederholbarkeit, Emissionsgrad und D:S-Verhältnis beurteilt werden.
Was bedeutet die Auflösung eines Infrarot-Thermometers?
Die Auflösung beschreibt üblicherweise den kleinsten Temperaturschritt, den das Gerät im Messergebnis darstellen kann.
Besitzt ein Infrarot-Thermometer beispielsweise eine Auflösung von:
● 0,1 °C
können Messwerte beispielsweise wie folgt angezeigt werden:
● 25,0 °C
● 25,1 °C
● 25,2 °C
● 25,3 °C
Das Gerät stellt Temperaturänderungen somit in Schritten von 0,1 °C dar.
Bei einem Gerät mit einer Auflösung von 1 °C könnten die Werte dagegen beispielsweise lauten:
● 25 °C
● 26 °C
● 27 °C
Eine Auflösung von 0,1 °C ermöglicht somit eine feinere Darstellung von Temperaturänderungen.
Bei vielen Geräten bezeichnet die Angabe „Auflösung“ konkret die Anzeigeauflösung. Sie beschreibt die Feinheit der Darstellung, sagt jedoch allein nichts darüber aus, mit welcher Genauigkeit die tatsächliche Temperatur bestimmt wird.
Was bedeutet eine Auflösung von 0,1 °C?
Eine Angabe von 0,1 °C bedeutet in der Praxis, dass der Anzeigewert in Schritten von 0,1 °C dargestellt werden kann.
Bei wiederholten Messungen desselben Objekts könnte der Wert beispielsweise von:
35,2 °C
auf:
35,3 °C
steigen.
Die Differenz von 0,1 °C entspricht dabei einem Anzeigeschritt.
Bei Anwendungen, bei denen geringe Temperaturänderungen beobachtet werden sollen, etwa bei elektronischen Bauteilen, HVAC-Systemen oder bei Temperaturvergleichen an Maschinenkomponenten, erleichtert eine feinere Auflösung die Beurteilung von Temperaturtrends.
Hat das Gerät jedoch beispielsweise eine spezifizierte Messgenauigkeit von ±1,5 °C, darf ein angezeigter Wert von 35,2 °C nicht so interpretiert werden, als sei die tatsächliche Temperatur auf 0,1 °C genau bekannt.
Die Anzahl der Nachkommastellen ist daher kein Maß für die Messgenauigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit?
Auflösung und Genauigkeit werden bei Infrarot-Thermometern häufig miteinander verwechselt.
Auflösung bezeichnet den kleinsten Temperaturschritt, den das Gerät darstellen oder unterscheiden kann.
Messgenauigkeit beschreibt, wie nah der gemessene Wert unter definierten Bedingungen am tatsächlichen Temperaturwert liegt.
Ein Gerät kann beispielsweise folgende Daten besitzen:
● Auflösung: 0,1 °C
● Genauigkeit: ±1,5 °C oder ein definierter Prozentsatz vom Messwert
Zeigt das Gerät:
100,0 °C
an, bedeutet die Auflösung von 0,1 °C lediglich, dass der Wert mit einer Nachkommastelle dargestellt wird. Die Genauigkeit von ±1,5 °C beschreibt dagegen die zulässige Messabweichung.
Daher gilt:
● Eine höhere Auflösung ermöglicht eine feinere Anzeige.
● Eine höhere Genauigkeit bedeutet eine geringere Abweichung vom tatsächlichen Temperaturwert.
● Beide Kenngrößen sind nicht austauschbar.
Ein Gerät mit 0,1-°C-Anzeige ist daher nicht automatisch genauer als ein anderes Messgerät.
Was ist der Unterschied zwischen Auflösung und Wiederholbarkeit?
Die Wiederholbarkeit beschreibt, wie eng mehrere Messergebnisse beieinanderliegen, wenn dasselbe Objekt unter identischen Bedingungen mehrfach gemessen wird.
Bei gleichem Abstand, identischer Emissionsgradeinstellung und stabilen Umgebungsbedingungen könnten beispielsweise folgende Werte auftreten:
50,1 °C, 50,1 °C, 50,2 °C, 50,1 °C
Dies weist auf eine gute Konsistenz der Messungen hin.
Die Auflösung beschreibt dagegen lediglich, wie fein das Gerät Temperaturwerte darstellen kann.
Ein Thermometer kann somit eine Auflösung von 0,1 °C besitzen und dennoch deutlich schwankende Messwerte liefern, wenn die Messbedingungen variieren oder die Messstabilität unzureichend ist.
Auflösung und Wiederholbarkeit sollten daher getrennt bewertet werden.
Was ist der Unterschied zwischen Auflösung und D:S-Verhältnis?
Auflösung und D:S-Verhältnis beschreiben unterschiedliche Eigenschaften.
Die Temperaturauflösung wird beispielsweise angegeben als:
● 0,1 °C
● 0,1 °F
Das D:S-Verhältnis wird dagegen als Verhältnis angegeben, beispielsweise:
● 10:1
● 12:1
● 30:1
● 50:1
D:S beschreibt das Verhältnis zwischen Messabstand und Durchmesser des Messflecks.
Bei einem Verhältnis von 12:1 entspricht unter idealisierten Bedingungen beispielsweise ein Messabstand von etwa 1200 mm einem Messfleckdurchmesser von etwa 100 mm.
Somit gilt:
● Die Auflösung bestimmt die Feinheit der Temperaturanzeige.
● Das D:S-Verhältnis bestimmt, wie groß der erfasste Messbereich bei einem bestimmten Abstand ist.
Beide Angaben beschreiben unterschiedliche Eigenschaften des Messgeräts.
Ist eine höhere Auflösung immer besser?
Nicht unbedingt.
Eine feinere Temperaturauflösung ermöglicht zwar die Darstellung kleinerer Temperaturänderungen, die Gesamtleistung eines Infrarot-Thermometers hängt jedoch von mehreren Faktoren ab.
Dazu gehören unter anderem:
● Erforderliche Messgenauigkeit;
● Wiederholbarkeit und Messstabilität;
● Geeigneter Temperaturmessbereich;
● Passendes D:S-Verhältnis;
● Korrekte Emissionsgradeinstellung;
● Ordnungsgemäße Kalibrierung;
● Vollständige Abdeckung des Messflecks durch das Zielobjekt;
● Umgebungstemperatur, Staub, Dampf oder benachbarte Wärmequellen.
Zwei Geräte können beide eine Auflösung von 0,1 °C besitzen und dennoch unterschiedliche Messleistungen bieten, wenn sich Optik, Kalibrierung, Sensorstabilität oder Signalverarbeitung unterscheiden.
Die Auflösung sollte deshalb immer im Zusammenhang mit den übrigen technischen Daten betrachtet werden.
Warum bedeutet eine Anzeige von 0,1 °C nicht eine Genauigkeit von 0,1 °C?
Bei digitalen Messgeräten ist diese Unterscheidung besonders wichtig.
Eine Anzeige mit einer Nachkommastelle bedeutet lediglich, dass das Ergebnis in Schritten von 0,1 °C dargestellt werden kann.
Der tatsächliche Messvorgang umfasst jedoch mehrere Stufen:
● Erfassung der Infrarotstrahlung;
● Optische Fokussierung;
● Umwandlung durch den Infrarotsensor;
● Signalverstärkung und Signalverarbeitung;
● Kompensation des Emissionsgrades;
● Umgebungstemperaturkompensation;
● Interne Berechnung;
● Kalibrierungsunsicherheit.
Jede dieser Stufen kann das endgültige Messergebnis beeinflussen.
Ein angezeigter Wert von 35,7 °C bedeutet daher nicht, dass die tatsächliche Zieltemperatur mit einer Genauigkeit von 0,1 °C bekannt ist.
Entscheidend ist die separat angegebene Messgenauigkeit.
Bei welchen Anwendungen ist eine feine Temperaturauflösung wichtig?
Die Bedeutung der Auflösung hängt stark von der Anwendung ab.
● Elektronikprüfung: Eine feine Auflösung erleichtert den Vergleich von Temperaturanstiegen an Leiterplatten, Leistungsmodulen, Steckverbindern und anderen Komponenten.
● HVAC-Messungen: Bei Luftauslässen, Leitungen, Rohren und Anlagenoberflächen lassen sich Temperaturänderungen mit 0,1-°C-Auflösung besser verfolgen.
● Maschineninstandhaltung: Temperaturvergleiche an Lagern, Motoren und Antriebskomponenten helfen bei der Erkennung von Temperaturtrends.
● Labor und Ausbildung: Eine feinere Anzeige unterstützt die detaillierte Beobachtung von Temperaturänderungen.
● Allgemeine industrielle Inspektion: Hier steht häufig die Erkennung deutlicher Übertemperaturen im Vordergrund. Messbereich, Genauigkeit und D:S-Verhältnis können daher wichtiger sein als eine besonders feine Auflösung.
Die erforderliche Auflösung sollte immer anhand der konkreten Messaufgabe ausgewählt werden.
Wie sollte die Auflösung bei der Geräteauswahl bewertet werden?
Bei handgehaltenen Infrarot-Thermometern ist eine Anzeigeauflösung von 0,1 °C weit verbreitet.
Bei der Auswahl sollte nicht allein die Anzahl der Nachkommastellen verglichen werden. Sinnvoller ist folgende Betrachtung:
● Zunächst den erforderlichen Temperaturmessbereich bestimmen;
● Prüfen, ob die Messgenauigkeit für die Anwendung ausreichend ist;
● Das D:S-Verhältnis passend zu Messabstand und Zielgröße auswählen;
● Sicherstellen, dass der Emissionsgrad für das Zielmaterial korrekt eingestellt werden kann;
● Anschließend prüfen, ob für die Anwendung eine besonders feine Anzeigeauflösung erforderlich ist.
Bei routinemäßigen Wartungs- und Inspektionsaufgaben bringt eine höhere Auflösung nur begrenzten Nutzen, wenn Genauigkeit oder optische Eigenschaften nicht zur Anwendung passen.
Zuverlässige und stabile Messwerte sind in der Praxis meist wichtiger als die Auflösungsangabe allein.
Faktoren, die die Stabilität der Messanzeige beeinflussen
Auch bei hoher Auflösung kann der Messwert schwanken, wenn die Messbedingungen nicht konstant sind.
Typische Ursachen sind:
● Das Zielobjekt deckt den Messfleck nicht vollständig ab;
● Der Messabstand ist zu groß;
● Die Oberfläche besitzt einen niedrigen Emissionsgrad;
● Stark reflektierende Metalloberflächen werden gemessen;
● Dampf, Rauch oder Staub befinden sich im Messweg;
● Das Gerät wurde gerade zwischen Umgebungen mit stark unterschiedlichen Temperaturen bewegt;
● Die Temperatur des Zielobjekts verändert sich schnell;
● Bewegungen der Hand verändern den erfassten Messbereich.
Schwankungen von 0,1 °C, 0,2 °C oder mehr sollten daher nicht automatisch als Problem der Auflösung interpretiert werden. Zunächst sollten die Messbedingungen überprüft werden.
FAQ
Was bedeutet 0,1 °C Auflösung bei einem Infrarot-Thermometer?
Das bedeutet in der Regel, dass der angezeigte Temperaturwert in Schritten von 0,1 °C dargestellt werden kann, beispielsweise 25,1 °C, 25,2 °C und 25,3 °C.
Bedeutet eine Auflösung von 0,1 °C eine Genauigkeit von ±0,1 °C?
Nein. Die Auflösung beschreibt den kleinsten Anzeigeschritt. Die Messgenauigkeit wird separat angegeben.
Ist 0,1 °C Auflösung besser als 1 °C?
Für die Beobachtung kleiner Temperaturänderungen bietet 0,1 °C eine feinere Darstellung. Die Gesamtleistung hängt jedoch zusätzlich von Genauigkeit, Wiederholbarkeit, D:S-Verhältnis und weiteren Parametern ab.
Beeinflusst die Auflösung den Messabstand?
Nicht direkt. Der geeignete Messabstand hängt vor allem vom D:S-Verhältnis und von der Größe des Zielobjekts ab.
Bedeutet eine größere Anzahl von Nachkommastellen automatisch ein professionelleres Gerät?
Nein. Anzeigeauflösung ist nur ein technischer Parameter. Genauigkeit, Stabilität, Optik, Kalibrierung und Messbedingungen sind für die tatsächliche Messqualität entscheidender.
Welche Auflösung ist für industrielle Messungen geeignet?
Für die meisten handgehaltenen Infrarot-Thermometer ist eine Anzeigeauflösung von 0,1 °C für Wartung, HVAC, elektrische Prüfungen und allgemeine industrielle Anwendungen ausreichend.
Zusammenfassung
Die Auflösung eines Infrarot-Thermometers beschreibt den kleinsten Temperaturschritt, den das Gerät anzeigen oder unterscheiden kann. Eine Auflösung von 0,1 °C bedeutet üblicherweise, dass Messwerte in Schritten von 0,1 °C dargestellt werden.
Auflösung ist jedoch nicht mit Messgenauigkeit gleichzusetzen. Eine Anzeige mit 0,1 °C bedeutet nicht, dass die tatsächliche Messunsicherheit nur ±0,1 °C beträgt.
Bei Auswahl und Anwendung eines Infrarot-Thermometers sollten Genauigkeit, Wiederholbarkeit, Messbereich, Emissionsgrad, D:S-Verhältnis und Umgebungsbedingungen gemeinsam berücksichtigt werden. In der Praxis sind stabile und zuverlässige Messergebnisse sowie eine korrekte Anwendung meist wichtiger als die Auflösungsangabe allein.
