Hallo zusammen, ich möchte mit einem Themrmoelement eine Temperatur erfassen. Zu der Aufgabe selbst gibt es bereits einen anderen Thread, dort setzt man sich jedoch mit Rauschen auseinander und nicht wie von mir nun benötigt dem Anschluss des Thermoelements und der Messung der Vergleichsstellentemperatur eines TE. Deshalb der neue Thread. Um die Temperatur herauszufinden, misst man die Spannungsdifferenz am Ausgang des TE und schaut dann in einer Tabelle (je nach Typ) nach, um welchen Temperaturwert es sich handelt. Nun wird jedoch zusätzlich die Temperatur an der Stelle, an der man die Spannung misst benötigt. Wie sieht es aus, wenn ich das TE direkt an einen Stecker anschließe und von hier aus die Differenzspannung messen will? Diese Stelle ist nun die neue Vergleichsstelle und hier muss auch die Referenztemperatur gemessen werden. Von hier aus gehen dann die Differenzspannung und die Referenztemperatur über "normale" Leitungen (also anderes Material, was aber nicht mehr relevant ist). Am Ende dieser Leitung kommt nun mein OP und die weitere Schaltung. Nun zu meiner Frage: Die Differenzspannung kann ich ja ganz einfach über zwei Leitungen weitergeben. Wie messe ich nun aber die Referenzspannung, bzw. wie wird das normalerweise gemacht? Wird da ein PT100 oder ein Temperaturfühler im Stecker verbaut? Oder wird der Ausgang des TE einfach bis zum Steuergerät weitergeführt um dort die Temperatur zu messen? Diese Referenztemperatur muss wie gesagt letztendlich auch über eine Leitung an mein Modul weitergegeben werden. Wie wird die Temperaturmessung in diesem Fall am besten durchgeführt? Vielen Dank im Voraus und einen schönen Tag noch. Kally
Hallo Kally! Da hast Du Dir nun zur Temp. – Messung eine der schwierigsten Methoden überhaupt, ausgesucht. Aber keine Angst, auch ein Bastler wie ich hat es kapiert und als Projekt umgesetzt. Mach Dich also erst mal daran, das Prinzip zu KAPIEREN. In allen Einzelheiten. Schau mal hier: http://www.temp-web.de/cms/front_content.php?idcat=75 und suche per Google unter den Stichwörtern "Thermoelement" "Thermoelementverstärker" "Typ K", usw. Ratsam wäre auch, wenn Du Dir die Datenblätter der Kaltstellenkompensation/Verstärkerkombi LT1025/LTK001 aus dem Netz besorgen würdest. Du sollst/mußt diese IC nun nicht unbedingt verwenden, doch die Datenblätter enthalten gute Informationen zum besseren Verständnis der Materie. Das, wonach Du jetzt speziell fragst und verstehen mußt, ist die „Kaltstellenkompensation“. Es reicht nicht einen vorzüglichen, hochverstärkenden OPV zu haben, wenn keine Kaltstellenkompensation erfolgt. Warum?: Angenommen, am Meßpunkt sind 25°C und am OPV-Anschluß (oder Dein Stecker = Kaltstelle) sind auch 25°C, dann ist die Thermospnnung am OPV ==> 0V!! Kein Temperaturunterschied – keine Thermospannung! Du mißt am OPV-Eingang nur dann die 25°C des Meßpunktes, bzw. die entsprechende Thermospannung, wenn am OPV-Eingang 0°C wären. Deshalb "Kaltstellenkompensation". Das heißt, Die aktuelle Temperatur an der Kaltstelle muß irgendwie erfaßt werden und zur dort gemessenen Spannung als geeigneter Spannungswert (abhängig vom Elementetyp) hinzu addiert werden. Das Thema ist aber viel zu weitläufig und komplex um es hier im Moment weiter erläutern zu können. Du findest alles im Netz. Informiere Dich als erst mal ausgiebig, den Rest kriegen wir, oder Du ganz alleine, dann auch noch hin. Gruß, unikum.
Die Ref. Lötstelle am Stecker zu haben, kann man machen, und wird auch bei fertigen Thermometern zum Teil gemacht. Man hat aber ggf. im Bereich des Steckers Wärmeströme und damit Temperaturunterschiede. Ganz unkritisch ist die Leitung hinter dem Stecker auch nicht - die darf halt auch keine Thermospannungen erzeugen. Es gibt auch spezielle Stecker für Thermoelemente - da sind auch die Kontakte aus passendem Materialien. Das sind z.B. für Typ K gelbe Kunststoffstecker, mit flachen Kantakten. Als Sensor für die Ref. Lötstelle kann man z.B. einen PT100 , PT1000, NTC, PTC, ein IC oder eine Diode nutzen. Da der Temperaturbereich am Stecker relativ klein ist und Thmermoelemente ohnehin nicht besonders genau sind, ist da ein PT100 schon eher die Ausnahme.
unikum schrieb: > Hallo Kally! > Da hast Du Dir nun zur Temp. – Messung eine der schwierigsten Methoden > überhaupt, ausgesucht. > Aber keine Angst, auch ein Bastler wie ich hat es kapiert und als > Projekt umgesetzt. > Mach Dich also erst mal daran, das Prinzip zu KAPIEREN. In allen > Einzelheiten. > Schau mal hier: > http://www.temp-web.de/cms/front_content.php?idcat=75 > und suche per Google unter den Stichwörtern > "Thermoelement" > "Thermoelementverstärker" > "Typ K", usw. > Ratsam wäre auch, wenn Du Dir die Datenblätter der > Kaltstellenkompensation/Verstärkerkombi > LT1025/LTK001 aus dem Netz besorgen würdest. Du sollst/mußt diese IC nun > nicht unbedingt verwenden, doch die Datenblätter enthalten gute > Informationen zum besseren Verständnis der Materie. > Das, wonach Du jetzt speziell fragst und verstehen mußt, ist die > „Kaltstellenkompensation“. > Es reicht nicht einen vorzüglichen, hochverstärkenden OPV zu haben, wenn > keine > Kaltstellenkompensation erfolgt. Warum?: > Angenommen, am Meßpunkt sind 25°C und am OPV-Anschluß (oder Dein Stecker > = Kaltstelle) sind auch 25°C, dann ist die Thermospnnung am OPV ==> 0V!! > Kein Temperaturunterschied – keine Thermospannung! > Du mißt am OPV-Eingang nur dann die 25°C des Meßpunktes, bzw. die > entsprechende > Thermospannung, wenn am OPV-Eingang 0°C wären. > Deshalb "Kaltstellenkompensation". Das heißt, Die aktuelle Temperatur an > der Kaltstelle muß irgendwie erfaßt > werden und zur dort gemessenen Spannung als geeigneter Spannungswert > (abhängig vom Elementetyp) hinzu addiert werden. > Das Thema ist aber viel zu weitläufig und komplex um es hier im Moment > weiter erläutern zu können. > Du findest alles im Netz. > Informiere Dich als erst mal ausgiebig, den Rest kriegen wir, oder Du > ganz alleine, dann auch noch hin. > > Gruß, unikum. Vielen Dank unikum für die Antwort, hast dich ja richtig ausgelassen :) Die "Grundinformationen" waren mir schon bewusst, habe mich jedoch jetzt zusätzlich über Thermoelementverstärker informiert und wichtige Informationen bekommen, vielen Dank :) Nun jedoch zu meinem eigentlichen Problem. Genau, die Kaltstellenkompensation ist mein Problem. Es ist nämlich so, dass ich die Zylindertemperatur mit einem Thermoelement erfasse. Die Differenzspannung, die an dem TE-Ausgängen anliegt, wird an einen Stecker des gleichen Typs angeschlossen (K, E, etc.). Hier wird jedoch ein anderer Kabelbaum an diesen Stecker angeschlossen. Somit entseht hier die Vergleichsstelle, an der ich die Referenztemperatur zur Kalststellenkompensation messen muss, da der Kabelbaum aus einem andern Material besteht als der Stecker. Auf den Stecker kommt also ein Kabelbaum und am Ende dessen kommt mein differenzieller OPV und die weitere Schaltung. Jetzt muss ich aber irgendwie die Referenzspannung messen. Mein (Verständnis)Problem besteht nun darin, dass ich nicht weiß, wie ich die Referenztemperatur an meine weiterführende Schaltung bringe. Messen kann die Temperatur ja mit beispielsweise einem PT100. Aber wie soll ich den da anschließen an der Vergleichsstelle? Da ist ja nur der Stecker und dann kommt ja schon der Kabelbaum. Ich hoffe, dass ich mein Problem nun klarer geworden ist. Danke Ulrich auch für deine Antwort! Kally
Noch etwas: Wenn ich die Temperatur an der Verleichsstelle erfasst habe und dann per Kupferleitung die Spannung an meine Schaltung anlege, beispielsweise ein uC anschließe, dessen Pins denke ich ein anderes Material als Kupfer haben (welches ist es überhaupt?), entsteht doch wieder eine Thermospannung, die das Ergebnis verfälscht, oder liege ich da falsch? Vielen Dank im Voraus. Kally
Kally K. schrieb: > Noch etwas: > Wenn ich die Temperatur an der Verleichsstelle erfasst habe und dann per > Kupferleitung die Spannung an meine Schaltung anlege, beispielsweise ein > uC anschließe, dessen Pins denke ich ein anderes Material als Kupfer > haben (welches ist es überhaupt?), entsteht doch wieder eine > Thermospannung, die das Ergebnis verfälscht, oder liege ich da falsch? > > Vielen Dank im Voraus. > > Kally Hab mich jetzt noch ein wenig mehr eingelesen. Stimmt das, dass wenn die Temperatur an den beiden Verbindungsstellen des Kabelbaums mit dem uC gleich ist, keine Thermospannung auftritt? Wenn das der Fall ist, dürfte ja keine Spannung auftreten, da diese nur wenige Millimeter voneinander entfernt sind. Somit muss man nur ein einzges Mal die Temperatur an der Stelle, an der das Themrmoelement zum ersten Mal auf ein anderes Material trifft, messen? Danach ist dies nicht notwendig, sobald sich die beiden Enden dieser "Weiterführung" auf gleicher Temperatur befinden. Ist das korrekt? Kally
Kally K. schrieb: > Nun jedoch zu meinem eigentlichen Problem. Genau, die > Kaltstellenkompensation ist mein Problem. Die Kaltstellenkompensation ist anfangs immer ein Problem und aus meiner Sicht mit dem übelsten Aufwand verbunden, es sei denn, Du benutzt spezielle IC wie, z. B. LT1025. Wenn ich Dein Vorhaben richtig verstehe, muß vom Stecker des Thermoelementes über eine Verlängerung (Kabelbaum) die Thermospannung bis zur Elektronik weitergeführt werden. Ist es jetzt nun möglich in Deinem Kabelbaum eine so genannte Thermoelement – Ausgleichsleitung komplett oder als Einzeladern einzubringen? Diese Ausgleichsleitung gibt es als Meterware. Wenn das ginge, könntest Du die Kaltstelle dort einrichten, wo es am günstigsten ist, also etwa gleich in der Elektronik. Du könntest Dir auch einen entsprechend langen Thermoelementfühler (Drahtfühler) beschaffen. Schau mal hier: http://www.greisinger.de/index.php?task=2&wg=232 Geht das nicht, warum auch immer das nicht gehen sollte kann ich mir jetzt nicht vorstellen, hast Du zusätzlichen Aufwand: Dann muß die Temperaturerfassung (Kaltstelle)in diesem Stecker/Kupplung sein, somit also 2 zusätzliche Leitungen. Wie es nun hinter der Kaltstelle leitungsmäßig weitergeht ist vom Material her egal. Die Kaltstellenkompensation wird, wenn sie korrekt arbeitet, an der Kaltstelle die richtige Thermospannung generieren. Alles, was hinter der Kaltstelle passiert, ist bezüglich der eigentlichen Temperaturerfassung egal. Natürlich gibt’s dann noch die üblichen Fehlerquellen. Danach kommt immer ein OPV zur Verstärkung, da ja die Thermospannung sich im µV- bis unteren mV – Bereich bewegt. Wenn Du sowieso einen Kontroller zur Auswertung verwendest, kannst Du Dir die Kompensationsschaltung auch sparen (trotzdem auch Erfassung der Kaltstellentemperatur mit PT100 o. Ä!!) und die Kompensation per Programm rechnerisch erledigen, denn es ist ja wie schon erwähnt so, daß die Kaltstellentemperatur auf die Thermospannung aufgeschlagen wird. Und noch mal: Thermospannung entsteht nur (!), wenn an den beiden Enden des Thermoelementes unterschiedliche Temperaturen herrschen. Stichwort: Seebeck - Effekt!! Gut, dann belassen wir es mal bis hier. Schönes komplexes Thema, oder? Gruß, unikum.
Die Firma Omega hat auch kleine fertige Module für die Kaltstellenkompensation. Die laufen mit 1-2 Knopfzellen schon sehr lange. Wie schon erkannt sind die unterschiedlichen Materialien z.B. an Steckern oder den IC Pins nur dann ein Problem, wenn da Temperaturunterschiede auftreten. Man sollte entsprechend darauf achten die Temperaturunterschiede kleine zu halten, und nicht unnötig viele Übergänge in den Stromkreis zu bekommen. Wie schon vermutet reicht es in der Regel eine Ref. Temperatur zu messen. Wenn der Thermoelement-Draht oder alternativ die Ausgleichsleitung nicht bis zum Verstärker geht, hilft einem so ein extra IC meist nicht viel, weil da der Sensor im IC ist. Hier wird aber eher ein externer Sensor für die Ref. Lötstellen gebraucht. Wenn man die Daten per µC auswertet, kann man das zusammenführen der Ref. Temperatur und Thermospannung auch gut digital machen, also erst die Ref. Temperatur messen und die Thermospannung separat digitalisieren. Ein Weg dau ist z.B. aus der Ref. Temperatur die Thermospannung für die Differenz zu 0 C zu berechnen und dann zur gemessenen Spannung zu addieren. Früher, vor allem zur direkten Anzeige, hat man aus dem Sensorsignal von der Ref. Temperatur durch passende Skalierung die Verknüpfung analog gemacht. Der AD wandler misst dann nur noch eine Spannung, bzw. die Spannung wurde analog angezeigt.
> Es gibt auch spezielle Stecker für Thermoelemente - da sind auch die > Kontakte aus passendem Materialien. Das sind z.B. für Typ K gelbe > Kunststoffstecker, mit flachen Kantakten. Die Stecker sind schoen und auch sinnvoll wenn man fertige Thermoelemente verwenden will. Aber sie lassen sich mit verbleitem Lot schon sehr schlecht loeten. Bei Bleifrei dagegen ist beschissen noch garkein Ausdruck. Ich hatte vor ein paar Jahren den Hersteller mal gefragt wie man das nach seiner Meinung nach loeten soll, aber die wussten da keine Antwort drauf. > Wenn das der Fall ist, dürfte ja keine Spannung auftreten, da diese nur > wenige Millimeter voneinander entfernt sind. Das ist Grundsaetzlich richtig. Die Frage ist was willst du messen und wie genau muss es sein. Willst du mit dem Thermoelement bei Raumtemperatur messen und kommt es dir auf 1/10Grad an so sind die richtigen Stecker sehr wichtig und es kommt auf jedes Detail an. Allerdings wuerde ich dann keine Thermoelemente verwenden. Will man dagegen einige hundert Grad messen dann wird es meistens keine Rolle spielen ob es jetzt 310Grad oder 315Grad sind. Dann kannst du die Sachen mit den Thermospannungen etwas entspannter sehen. Olaf
Olaf schrieb: > Die Frage ist was willst du messen und > wie genau muss es sein. Willst du mit dem Thermoelement bei > Raumtemperatur messen und kommt es dir auf 1/10Grad > Allerdings wuerde ich dann keine Thermoelemente verwenden. Joa Olaf. Da gebe ich Dir prinzipiell recht, muß aber einwenden, daß das nur die eine Seite der Medaille ist. Sicher wird es sehr schwierig auf 1/10°C genau mit einem Thermoelement zu messen, ist aber auch im Bereich zwischen 0°C und 100°C selten nötig. Viel wichtiger, zumindest nach meinen Bedürfnissen, ist das Erreichen einer extrem geringen thermischen Trägheit, also des Reagieren auf schnelle Temperaturänderungen und, nicht zu vergessen, die sehr geringe Größe der Meßspitze – z. B. bei einem Drahtfühler mit 0,2mm Drahtdurchmesser. Ich denke da besonders an die thermische Überwachung von elektronischen Bauelementen. Wenn ich über 3 – 4 Windungen die Drähte verrödele, erhalte ich eine sehr kleine Meßspitze, die man fast überall unterbringt. Diese winzige Meßspitze reagiert schon, wenn man sie nur anhaucht. Notfalls löte ich das Ding dann auch am Meßpunkt an. Geht alles. Das Material vom Typ K läßt sich löten, also die Drähte. Beim Steckermaterial bin ich mir jetzt nicht sicher. Das wollte ich zum Thema auch noch loswerden. Gruß, unikum.
unikum schrieb: > Wenn ich Dein Vorhaben richtig verstehe, muß vom Stecker des > Thermoelementes über eine Verlängerung (Kabelbaum) die Thermospannung > bis zur Elektronik weitergeführt werden. Genau. > Ist es jetzt nun möglich in Deinem Kabelbaum eine so genannte > Thermoelement – Ausgleichsleitung > komplett oder als Einzeladern einzubringen? > Diese Ausgleichsleitung gibt es als Meterware. Wenn das ginge, könntest > Du die Kaltstelle dort einrichten, wo es am günstigsten ist, also etwa > gleich in der Elektronik. Das bezweifle ich, aber ich sammle zur Zeit alle möglichen Lösungsmöglichkeiten um diese dann vorzustellen und letztendlich eine davon in Rücksprache mit meinem Vorgesetzten auszuwählen. Somit bleibt diese Lösung in der engeren Auswahl, da diese mir persönlich auch am besten gefällt, aber wir werden sehen für was entschieden wird. > Du könntest Dir auch einen entsprechend langen > Thermoelementfühler (Drahtfühler) beschaffen. Schau mal hier: > http://www.greisinger.de/index.php?task=2&wg=232 Danke für den Hinweis. > Geht das nicht, warum auch immer das nicht gehen sollte kann ich mir > jetzt nicht vorstellen, hast Du zusätzlichen Aufwand: Dann muß die > Temperaturerfassung (Kaltstelle)in diesem Stecker/Kupplung sein, somit > also 2 zusätzliche Leitungen. Danke für die Antwort, aber wie kann ich mir das vorstellen? Gibt es solche Stecker mit integriertem Temperatursensor bereits gefertigt, oder muss ich in "normale" einen implementieren, und wenn ja, wie soll das gehen? > Wie es nun hinter der Kaltstelle > leitungsmäßig weitergeht ist vom Material her egal. > Die Kaltstellenkompensation wird, wenn sie korrekt arbeitet, an der > Kaltstelle die richtige Thermospannung generieren. Alles, was hinter der > Kaltstelle passiert, ist bezüglich der eigentlichen Temperaturerfassung > egal. Natürlich gibt’s dann noch die üblichen Fehlerquellen. Danach > kommt immer ein OPV zur Verstärkung, da ja die Thermospannung sich im > µV- bis unteren mV – Bereich bewegt. Wenn Du sowieso einen Kontroller > zur Auswertung verwendest, kannst Du Dir die Kompensationsschaltung auch > sparen (trotzdem auch Erfassung der Kaltstellentemperatur mit PT100 o. > Ä!!) und die Kompensation per Programm rechnerisch erledigen, denn es > ist ja wie schon erwähnt so, daß die Kaltstellentemperatur auf die > Thermospannung aufgeschlagen wird. > Und noch mal: Thermospannung entsteht nur (!), wenn an den beiden Enden > des Thermoelementes unterschiedliche Temperaturen herrschen. Stichwort: > Seebeck - Effekt!! Danke :) > Gut, dann belassen wir es mal bis hier. Schönes komplexes Thema, oder? Ich finde es auch faszinierend :) Grüßle Kally
Kally K. schrieb: > Danke für die Antwort, aber wie kann ich mir das vorstellen? Gibt es > solche Stecker mit integriertem Temperatursensor bereits gefertigt, oder > muss ich in "normale" einen implementieren, und wenn ja, wie soll das > gehen? Da sonst kein Mensch auf die Idee kommt, die Kaltstelle so zu machen, musst Du Dir da wohl selbst was ausdenken. Typisch werden die Leitungen des TE bis ins Auswertegerät gelegt und dort wird die Kaltstellenkompensation gemacht. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > > Da sonst kein Mensch auf die Idee kommt, die Kaltstelle so zu > machen, musst Du Dir da wohl selbst was ausdenken. Typisch werden > die Leitungen des TE bis ins Auswertegerät gelegt und dort wird > die Kaltstellenkompensation gemacht. > Gruss > Harald Ok, vielen Dank. Die Ausgleichsleitungen sind jedoch relativ teuer, oder? Habe beispielsweise bei omega vom Typ K mit einer PTFE/Neoflon FEP Isolation eine gefunden für 390€ / 300m. Das wären 1.3€ / m. Das ist die billigste, die ich da gefunden habe. Diese Leitung ist jedoch auch sehr dünn mit 0,51mm. Führt das zu Komplikationen, da der Widerstand somit sehr hoch wird? Das wären für die Leitung pro 1m - 4.89 Ohm. Wenn ich das TE nun mit so einer Leitung verlängern will, brauche ich doch ein Steckerpaar am TE und einen Stecker am Ende der Ausgleichsleitung mit dem offenen Ende auf meine Schaltung, oder? Vielen Dank im Voraus. Kally
> Wenn ich das TE nun mit so einer Leitung verlängern will, brauche ich > doch ein Steckerpaar am TE und einen Stecker am Ende der > Ausgleichsleitung mit dem offenen Ende auf meine Schaltung, oder? Ich meinte zwei Steckerpaare, um die Wartung des Geräts zu erleichtern. Also einfach verbinden und es funktioniert.
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Kally K. schrieb: > Danke für die Antwort, aber wie kann ich mir das vorstellen? Gibt es > solche Stecker mit integriertem Temperatursensor bereits gefertigt, oder > muss ich in "normale" einen implementieren, und wenn ja, wie soll das > gehen? In Anlehnung an die vorhergehende Antwort von „Harald Wilhelms“ kann ich nur bestätigen, daß mir auch nicht bekannt ist, so was jemals als Fertigteil gesehen zu haben. Deshalb habe ich 2 Fotos mitgeschickt, auf denen Du sehen kannst, wie so eine „Konstruktion“ aussehen könnte (!). Das ist ein Bastelkonstrukt aus meinen eigenen, privaten Experimenten. Ich habe hier eine handelsübliche Thermokupplung – Typ K verwendet. Die obere, angeschraubte Leitung in Bild 1.1 ist der Abgriff der Thermospannung (einfache Kupferlitze). Für Bild 2.1 habe ich diese Leitung entfernt. Man sieht deutlich die beiden Messingklötze (Distanzen), die in der Praxis besser aus Kupfer sein sollten (geringerer thermischer Widerstand). Zwischen diesen beiden Klötzchen ist mittels 2 – Komponentenkleber ein NTC – 10k eingebracht worden. Dabei habe ich darauf geachtet, daß das NTC – Gehäuse guten thermischen Kontakt zu den Messingteilen hat! So könnte eine Kupplung mit Kaltstellensensor aussehen – ziemlicher Aufwand. Es ist nun nicht unbedingt nötig solche Distanzen zu verwenden. Mir ging es nur um eine gewisse Zuverlässigkeit und vor Allem, um Robustheit. Ist schließlich Experimentiermaterial. An die so behandelte Kupplung kann nun das Thermoelement eingestöpselt werden. Das weiterführende Material ist dann gewissermaßen unwichtig. > Führt das zu Komplikationen, da der Widerstand somit > sehr hoch wird? Das wären für die Leitung pro 1m - 4.89 Ohm. Da die Eingansimpedanzen des nachfolgenden Verstärkers (OPV) im Allgemeinen sehr hoch gewählt werden oder können, dürfte der ohmsche Widerstand bei beliebiger Leitungslänge in Hinsicht auf Spannungsabfälle zu vernachlässigen sein. Ist er auch. Problematischer bei langen Leitungen sind Störeinstrahlungen. Insbesondere bei elektromagnetisch stark verseuchter Umgebung. Deshalb gibt es diese Ausgleichsleitungen auch in abgeschirmter Ausführung (noch teurer). Wichtig ist in diesem Zusammenhang ohnehin, am Verstärkereingang ein großzügig bemessenes Entstörfilter in LC – Bauweise vorzusehen. Bedenke, die Thermospannung bewegt sich auch bei höheren Temperaturen im unteren mV – Bereich. Da wirkt sich jede Störspannung verheerend aus. So, mal wieder genug getippt. Hoffentlich klappt das mit den Fotos. Gruß, unikum.
unikum schrieb: > > In Anlehnung an die vorhergehende Antwort von „Harald Wilhelms“ kann ich > nur bestätigen, daß mir auch nicht bekannt ist, so was jemals als > Fertigteil gesehen zu haben. > Deshalb habe ich 2 Fotos mitgeschickt, auf denen Du sehen kannst, > wie so eine „Konstruktion“ aussehen könnte (!). Das ist ein > Bastelkonstrukt aus meinen eigenen, privaten Experimenten. Ich habe hier > eine handelsübliche Thermokupplung – Typ K verwendet. > Die obere, angeschraubte Leitung in Bild 1.1 ist der Abgriff der > Thermospannung (einfache Kupferlitze). > Für Bild 2.1 habe ich diese Leitung entfernt. Man sieht deutlich die > beiden Messingklötze (Distanzen), die in der Praxis besser aus Kupfer > sein sollten (geringerer thermischer Widerstand). > Zwischen diesen beiden Klötzchen ist mittels 2 – Komponentenkleber ein > NTC – 10k eingebracht worden. Dabei habe ich darauf geachtet, daß das > NTC – Gehäuse guten thermischen Kontakt zu den Messingteilen hat! > So könnte eine Kupplung mit Kaltstellensensor aussehen – ziemlicher > Aufwand. Es ist nun nicht unbedingt nötig solche Distanzen zu verwenden. > Mir ging es nur um eine gewisse Zuverlässigkeit und vor Allem, um > Robustheit. > Ist schließlich Experimentiermaterial. An die so behandelte Kupplung > kann nun das Thermoelement eingestöpselt werden. Das weiterführende > Material ist dann gewissermaßen unwichtig. > Vielen Dank für deine Erläuterung. Neben deiner Lösung habe ich auch gehört, dass man den Vergleichsstellentemperatursensor bei der Fertigung in den Stecker hineingießen könnte. Beide Lösungen sind jedoch zu aufwendig und teuer um sie in der Industrie anzuwenden. Ich denke, dass somit nur die Ausgleichsleitungen mit den passenden Steckern in Frage kommen. Diese Lösung ist auch optimal für Wartungszwecke. > > Da die Eingansimpedanzen des nachfolgenden Verstärkers (OPV) im > Allgemeinen sehr hoch gewählt werden oder können, dürfte der ohmsche > Widerstand bei beliebiger Leitungslänge in Hinsicht auf Spannungsabfälle > zu vernachlässigen sein. Ist er auch. Problematischer bei langen > Leitungen sind Störeinstrahlungen. Insbesondere bei elektromagnetisch > stark verseuchter Umgebung. Deshalb gibt es diese Ausgleichsleitungen > auch in abgeschirmter Ausführung (noch teurer). Wichtig ist in diesem > Zusammenhang ohnehin, am Verstärkereingang ein großzügig bemessenes > Entstörfilter in LC – Bauweise vorzusehen. Bedenke, die Thermospannung > bewegt sich auch bei höheren Temperaturen im unteren mV – Bereich. Da > wirkt sich jede Störspannung verheerend aus. > So, mal wieder genug getippt. Hoffentlich klappt das mit den Fotos. > > Gruß, unikum. Vielen Dank für die Info. Ich habe aber eine Frage zu dem von dir vorgschlagenen Filter: Wieso ein LC- und kein RC-Tiefpass? Gibts da gewisse Vorteile/Nachteile? Und was meinst du mit großzügig bemessen? Vielen Dank im Voraus und einen schönen Tag noch. Grüßle Kally
Noch eine Frage zum Anschluss des TE: Kann ich die offenen Enden des TE direkt an meine Platine anschließen? Ich habe auch diese Bauteile hier gefunden um einen TE-Stecker an die Platine anzuschließen (http://www.omega.de/produkt/t2/pcc.html). Gibt es hierzu noch andere Möglichkeiten? Kally
Kally K. schrieb: > Wieso ein LC- und kein RC-Tiefpass? Gibts da gewisse Vorteile/Nachteile? > Und was meinst du mit großzügig bemessen? Ich fürchte, diese Frage kann ich Dir jetzt nicht „fachgerecht“ beantworten. ´Bin ja nur Hobbyist. Elektronik gehörte nie zu meiner fachlichen Ausbildung. Das mit dem LC – Glied habe ich aus veröffentlichten Schaltungen mit der Feststellung, daß sich in den letzten 10 – 15 Jahren diese Maßnahme mehr und mehr durchsetzt. Ich denke, das hängt mit der drastisch zunehmenden „Verseuchung“ der Atmosphäre mit HF – Strahlung (Mobilfunk, Schaltnetzteile usw.?) zusammen. Es geht natürlich auch ohne, ist eben abhängig von den Bedingungen. Ich sehe das nun so: Da es hier ja um die Unterdrückung von HF – Störstrahlung geht, ist dafür der Einsatz einer Induktivität sicherlich am effektivsten mit dem Vorteil, daß das bißchen Draht dem Nutzsignal keinen nennenswerten ohmschen Widerstand entgegen setzt, dafür um so mehr der HF. Die Dimensionierung bewegt sich, je nach Anforderungen, ab 10µH – Ferritkern aufwärts. Die nachgeschaltete Kapazität nach Masse, mit meinen bisherigen Erkenntnissen, 100pF – 100nF (Keramik!). Da bedarf es aber sicherlich von Fall zu Fall eines ausgiebigen Tests nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“. So ist es auch möglich, selbst schon praktiziert, durch Parallelschalten eines weiteren Kondensators in µF – Bereich, ein allzu „wackeliges“ Signal zu beruhigen. Mir, als Hobbyist, hat die Ermittlung der günstigsten Werte immer viele Versuche und entsprechenden Zeitaufwand gekostet. Dafür ist es ja Hobby! Ich kann mir nun vorstellen, daß richtige Fachleute die Sache anders erklären und auch bewältigen (auch Berechnungen und so was). Ich komme meist mit Versuch und Irrtum zum Ziel. Mit „großzügig bemessen“ meine ich demnach eine Kombination zu ermitteln, die alle Eventualitäten abdeckt. Soweit meine bescheidenen Kenntnisse und Vorstellungen. > Kann ich die offenen Enden des TE direkt an meine Platine anschließen? Ja, kannst Du. Auch Einlöten in Lötauge oder auf Pads. Dort muß dann auch der Kaltstellensensor sitzen, weil Deine Anschlußstelle dann die Kaltstelle ist. In welchem Fachgebiet bewegst Du Dich eigentlich, wenn Du so was entwickeln mußt, aber Vorgesetzte über Details entscheiden? Mußte aber nicht unbedingt drauf antworten. Gruß, unikum.
unikum schrieb: > > Ich fürchte, diese Frage kann ich Dir jetzt nicht „fachgerecht“ > beantworten. ´Bin ja nur Hobbyist. Elektronik gehörte nie zu meiner > fachlichen Ausbildung. Das mit dem LC – Glied habe ich aus > veröffentlichten Schaltungen mit der Feststellung, daß sich in den > letzten 10 – 15 Jahren diese Maßnahme mehr und mehr durchsetzt. Ich > denke, das hängt mit der drastisch zunehmenden „Verseuchung“ der > Atmosphäre mit HF – Strahlung (Mobilfunk, Schaltnetzteile usw.?) > zusammen. Es geht natürlich auch ohne, ist eben abhängig von den > Bedingungen. Ich sehe das nun so: Da es hier ja um die Unterdrückung von > HF – Störstrahlung geht, ist dafür der Einsatz einer Induktivität > sicherlich am effektivsten mit dem Vorteil, daß das bißchen Draht dem > Nutzsignal keinen nennenswerten ohmschen Widerstand entgegen setzt, > dafür um so mehr der HF. > Die Dimensionierung bewegt sich, je nach Anforderungen, ab 10µH – > Ferritkern aufwärts. Die nachgeschaltete Kapazität nach Masse, mit > meinen bisherigen Erkenntnissen, 100pF – 100nF (Keramik!). Da bedarf es > aber sicherlich von Fall zu Fall eines ausgiebigen Tests nach dem > Prinzip „Versuch und Irrtum“. So ist es auch möglich, selbst schon > praktiziert, durch Parallelschalten eines weiteren Kondensators in µF – > Bereich, ein allzu „wackeliges“ Signal zu beruhigen. Mir, als Hobbyist, > hat die Ermittlung der günstigsten Werte immer viele Versuche und > entsprechenden Zeitaufwand gekostet. Dafür ist es ja Hobby! > Ich kann mir nun vorstellen, daß richtige Fachleute die Sache anders > erklären und auch bewältigen (auch Berechnungen und so was). Ich komme > meist mit Versuch und Irrtum zum Ziel. > Mit „großzügig bemessen“ meine ich demnach eine Kombination zu > ermitteln, die alle Eventualitäten abdeckt. > Soweit meine bescheidenen Kenntnisse und Vorstellungen. > > Ja, kannst Du. Auch Einlöten in Lötauge oder auf Pads. Dort muß dann > auch der Kaltstellensensor sitzen, weil Deine Anschlußstelle dann die > Kaltstelle ist. > Vielen Dank für deine Antwort :) Ich habe da auch noch nicht so den Durchblick was die Details angeht, aber ich hoffe, dass das uns jemand noch etwas genauer erklären kann. > In welchem Fachgebiet bewegst Du Dich eigentlich, wenn Du so was > entwickeln mußt, aber Vorgesetzte über Details entscheiden? Mußte aber > nicht unbedingt drauf antworten. Ich bin z.Z DHBW-Student (duales Studium) im Fach Elektrotechnik - Fahrzeugelektronik und mechatronische Systeme und das ist mein zweites Praxisprojekt :) Übrigens wurde zu meiner Erleichterung für die Ausgleichsleitungen gestimmt, trotzdem vielen Dank für die anderen Lösungsansätze! Kally
Hallo, Kally. Danke für die Beantwortung meiner Frage. Na dann, Herr Student: Ohren steif und durch. Wäre ja gelacht, wenn "Vorgesetzte" technologische Notwendigleiten nicht einsehen könnten. Sonst immer zu Diensten. Gruß, unikum.
Hallo Kally, noch ein kleiner Nachtrag:
> Ich habe da auch noch nicht so den Durchblick was die Details angeht.
Da ich keine direkte fachliche Ausbildung habe, so ein Hobby ohne ein
gewisses Fachwissen nicht funktioniert, gibt es bei mir eine gut
sortierte Fachbuchbibliothek. Speziell zum Thema Störstrahlung, EMV usw.
habe ich das Buch „EMV in der Praxis“ von Alfred Weber, 2.Auflage von
1996 im Hüthig Verlag Heidelberg.
Zum Einsatz eines LC – Tiefpaß` zitiere ich:
„Wenn das Störfrequenzspektrum sehr nahe oberhalb des
Nutzfrequenzspektrums liegt, ist mit RC – Gliedern keine ausreichende
Trennung zu erzielen. In solchen Fällen bieten LC – Glieder eine doppelt
so steile Filtercharakteristik. Der Siebfaktor U ein/U aus beträgt 12
dB/Oktave oder 40 dB/Dekade.“
Das geht dann in die gewohnte Mathematik über, die auch überall im Netz
zu finden ist. Eine wichtige verbale Aussage wäre noch:
Die Grenzfrequenz von Lastwiderstand (OPV - Eingangswiderstand) und des
Kondensators sollte etwa genau so groß sein, wie die Grenzfrequenz der
Induktivität und dieses Kondensators. Wie ich bei Google kurz
feststellen konnte, gibt es sehr viel Ausführlicheres im Netz.
Jetzt hast Du eine fachlich korrekte Begründung für das LC – Glied.
Na ja, da stimmt ja meine intuitive Erklärung von oben, recht gut mit
überein.
Joa, dat mußte noch mal sein.
Gruß, unikum.
Bei der Messung kleiner Gleichspannungen haben RC Filter den Nachteil, das der Widerstand in aller Regel aus einem anderen Material als Kupfer besteht und dort zusätzliche unerwünschte Thermospannungen entstehen können. Induktivitäten mit Kupferdraht sind da im Vorteil. Bei der Anwendung ist die Trennschärfe des Filters das kleinere Problem. Das Nutzsignal wird man kaum über 10 kHz brauchen, und unter 100 kHz bekommt man eher wenig Störungen. 100 kHz werden in der Regel auch noch nicht gleich vom OP demoduliert - lassen sich als auch noch später unterdrücken. Die wirklich schlimmen Störungen sind eher im Bereich 500 kHz / 100 MHz und die Handy Netze.
Hallo Ullrich! Sieht so aus als wärst Du vom Fach. Deshalb erlaube ich mir auch mal ´ne Frage, weil ich da was in Deiner Aussage nicht so richtig raffe. Du schreibst: > „100 kHz werden in der Regel auch noch nicht gleich vom OP demoduliert - lassen sich als auch noch später > unterdrücken.“ Bedeutet das, daß der OPV diese niedrigen Frequenzen, also < 100kHz, unbehelligt durchreicht und eher noch mitverstärkt? Auch z. B. die allseits anwesende Netzfrequenz? Das würde einige Erscheinungen bei mir erklären, die ich zwar beseitigen konnte (eben später oder danach) aber es ging „blind“ ab. Wegen der reinen Gleichspannungsgeschichte kam ich auch nicht auf die Idee einen Oszi einzusetzen. Gut, meine Schaltung funktioniert, doch Deine Aussage ließ mich aufhorchen. Gruß, unikum.
Der Filter vor dem OP wird nur die HF Störungen so ab etwa 100 kHz aufhalten können. Ein LC Filter für niedrige Frequenzen wie 50 Hz oder 100 Hz ist einfach unhandlich groß. Wichtig ist nur, dass Störungen deutlich oberhalb der Bandbreite des OPs unterdrückt sind, denn da kann man einen Offset erhalten abhängig von der Amplitude der HF Spannung. Die Verstärkerstufe selber kann man oft so auslegen das da die 50 Hz oder 100 Hz nicht mehr so stark verstärkt werden. Dazu kommen zu einigen der Widerstände einfach Kondensatoren parallel. Störfrequenzen von z.B. 10 kHz und auch 100 kHz werden die meisten OPs noch ganz normal verarbeiten können und ggf. auch noch etwas verstärken, aber in der Regel nicht mehr so stark wie das DC Signal. Je nach Schaltung macht dann erst der AD Wandler die 50 Hz-Unterdrückung. Wegen der 50 Hz sollte man die Drähte des Thermoelementes auch dicht beieinander haben und ggf. verdrillen. So viel Spannung fängt man sich da in der Regel auch nicht ein, dass davon der Verstärker in die Sättigung kommt.
Hallo Ullrich! Vielen Dank für Deine Antwort. Gut, damit wäre alles klar. Genau so sehe und verstehe ich die Zusammenhänge auch. Mich hatte in diesem Zusammenhang lediglich der von Dir verwendete Begriff "demoduliert" etwas verwirrt. Ist eben der "Fluch" einer rein schriftlichen Diskussion. Nochmals danke, unikum.
Letztlich stellt sich noch die Frage: Was ist das für ein AD-Wandler und was kann der Controller dahinter noch erledigen? Delta-Sigma-Wandler, SAR etc. stellen andere Anforderungen an die vorhergehenden Filter. Auch der Controller könnte noch (einiges) Filtern. Zum RFI-Problem: http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-070.pdf
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