Spannung einer Wärmeflussplatte verstärken

[marcel (Gast)]

Hey,

ich habe hier ein Wärmeflussplatte 
(http://www.ahlborn.com/getfile.php?2112.pdf - eines der Exemplare auf 
Seite 1) und würde den Wärmefluss gerne über einen ADC messen. Die 
Wärmeflussplatte liefert laut Prüfbericht 1 mV bei 9,57 W/m².

Meine erste Idee wäre nun, die Spannung einfach mit einem 
Messverstärker-IC zu verstärken. Zwischenzeitlich habe ich aber das ein 
oder andere über Thermoelemente gelesen und festgestellt, dass man da 
auch die Kontaktspannung ausgleichen muss etc. Ist das hier auch der 
Fall? Oder beruht die Platte auf einer anderen Technik? Die Platte 
besteht ja laut dem PDF aus "vieler gegeneinandergeschalteter 
Thermoelemente".

Ich bin über jede Hilfe dankbar.

[Achim S. (Gast)]

ist ja lustig, was es nicht alles gibt. Die Teile kannte ich bisher 
nicht.

Bei einem Thermolement musst du die Temperatur der Stelle kennen, wo das 
Thermopaar auf Kupferleitungen übergeht. Ansonsten misst du nur die 
Temperaturdifferenz zwischen den beiden Enden den Termopaars. 
("Kaltstellenkompensation")

Bei diesen Platten misst du sowieso eine Temperaturdifferenz (die 
zwischen Ober- und Unterseite der Platte, die sich aufgrund des 
Wärmestroms und des endlichen Wärmewiderstands ergibt). Deshalb (und 
weil es viele Thermoelemente in Serienschaltung sind) spielt hier die 
Kaltstellenkompensation praktisch keine Rolle.

Für eine ganz genaue Messung bei extremen Temperaturen ist die 
Temperatur der Platte trotzdem nicht uninteressant, weil die 
Empfindlichkeit der Platte etwas von der Temperatur abhängt (wenn die 
1mV/(9,75W/m^2) bei 23° gelten, dann hast du bei 0° rechnerisch 
1mV/(9,31W/m^2).

Bei den mV Signalen musst du ansonsten aufpassen, dass der Offsetfehler 
deines Verstärkers möglichst klein ist. Wenn du das Teil mit dem 
integrierten ADC verwendest ("Almemo D6 Stecker") musst du dir über die 
Korrekturen wohl keine eigenen Gedanken machen.

[Wolfgang (Gast)]

marcel schrieb:
> Ist das hier auch der Fall?
Guck dir einfach die Kontaktspannung bei einem Einzelübergang an und 
überlege, ob ein nennenswerter systematischer Fehler in deinem 
Messergebnis entsteht, wenn du auf die Berücksichtigung der 
Kontaktspannung verzichtest.

[marcel (Gast)]

OK Super, dann muss ich mir da ja gar nicht mehr so viel Gedanken 
machen.

Mit der Firma habe ich mal telefoniert. In dem Stecker ist keine 
Signalverarbeitung drin. Nur ein EEPROM, dass den Kalibrierwert 
speichert.

Ich würde das Signal dann einfach auf ein AD 620 geben und 1000 mal 
verstärken. Würde das ohne Probleme gehen? Der Messverstärker hat einen 
maximalen Offset von 50µV. Es würde sich dann ein Fehler durch denn 
Messverstärker von ca 5% ergeben. Passt das in etwa?

Grüße, Marcel

[Achim S. (Gast)]

marcel schrieb:
> Mit der Firma habe ich mal telefoniert. In dem Stecker ist keine
> Signalverarbeitung drin. Nur ein EEPROM, dass den Kalibrierwert
> speichert.

Seltsam, da sie im Datenblatt von
"Messung des Wärmeflusses und der Temperatur mit einem
eigenen AD-Wandler im ALMEMO®D6-Stecker"
sprechen und noch etwas vom einem temperaturkompensierten Wert des 
Wärmefluss erwähnen.

marcel schrieb:
> Ich würde das Signal dann einfach auf ein AD 620 geben und 1000 mal
> verstärken. Würde das ohne Probleme gehen? Der Messverstärker hat einen
> maximalen Offset von 50µV. Es würde sich dann ein Fehler durch denn
> Messverstärker von ca 5% ergeben. Passt das in etwa?

5% bezogen auf 9,5W/m^2: ja das passt in etwa. Für den AD620 brauchst du 
halt eine negative Versorgung, aber wenn die vorhanden ist passt es. 
Neben der Genauigkeit (Offsetfehler) ist auch das Rauschen des 
Verstärkers für dich nicht uninteressant. Auch da ist der AD620 keine 
schlechte Wahl, aber achte darauf, dass du das Analogsignal vor dem ADC 
passend tiefpassfilterst, um nicht zu viel Rauschen mitzunehmen.

[marcel (Gast)]

Oh, das mit der negativen Versorgungsspannung fällt mir erst jetzt auf. 
Hat jemand einen Tipp für einen Messverstärker, am besten in DIP, der 
mit rein positiver Versorgung auskommt?  Die Reichelt suche lässt mich 
immer im Stich, wenn ich die Ergebnisliste einschränken will :(

Grüße, Marcel