Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Diode vergießen als Themperaturfühler


von T.M .. (max)


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Hallo,

ich habe einen Funkthermometer auseinandergenommen, da ich den Sensor 
nach außen verlegen will. Es wird eine Diode(?) verwendet. Allerdings 
konnte ich keinen Aufdruck finden. Nun dachte ich, dass ich sie vor 
Schutz der Witterung in einen Schrumpfschlauch stecke und das mit 
Heißkleber ausfülle.
Kann man das machen, oder gibt's ne bessere einfach Lösung?

: Bearbeitet durch User
von Alfredo (Gast)


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Hallo, du kannst den Sensor auch ohne Isolierung nach außen verlegen, es 
sei denn das ein par Tauben drauf scheißen dann wär vielleicht die 
Genauigkeit des Sensors nicht mehr gegeben was sich aber nach einer 
gewissen zeit wider legt.

Und ganz lieb Grüße an alle Bastelfreunde

von Peter R. (pnu)


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Nur wird  wegen der Fertigungssstreuung der Diode eine etwas andre 
Temperatur angezeigt. Man muss also das Temperaturmessgerät 
nachjustieren.

Das kann man nur in den seltensten Fällen.

Also: mit dem Diodenmessbereich eines Vielfach-Messgeräts die 
Durchlassspannung einer Versuchsdiode messen und sie einbauen. Wenn z.B. 
zu hohe Temperatur angezeigt wird, eine Diode mit etwas höherer 
Durchlasspannung notwendig (2mV pro Grad mehr)
Anm: Die meisten Diodenmessbereiche zeigen die Durchlassspannung in mV 
an. Stammen die Dioden aus einem gemeinsamen Fertigungslos, ist ihre 
Durchlassspannung sehr ähnlich.

: Bearbeitet durch User
von Max (Gast)


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Hallo, ich möchte die Diode nicht wechseln, Ich habe einfach die 
Diodeausgebaut und sie an ein kurzes Stück gelötet. Ich wusste nicht, ob 
sich die Temperatur ändert, durch das zusätzliche Kabel. Wenn ich 
allerdings die verlängerte Diode und den Funkempfänger, der die 
Indoor-Temperatur anzeigt , nebeneinander lege, stimmen beide Werte 
überein. Das ist also nicht das Problem.
Ich will nur nicht, dass die Diode jetzt anfängt zu rosten oä

von Basti (Gast)


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ich würde höchstens die ANschlüsse Isolieren gegen Witterungseinflüsse. 
Der Diodenkörper sollte aushalten, vorallem wenn er Glasspassiviert ist.

Grüße
Basti

von M. K. (sylaina)


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Ich würde die Diode auch lediglich im Schrumpfschlauch verpacken und gar 
nichts mit Heißkleber oder ähnlichem anstellen.

von Anja (Gast)


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Max .x schrieb:
> Nun dachte ich, dass ich sie vor
> Schutz der Witterung in einen Schrumpfschlauch stecke und das mit
> Heißkleber ausfülle.

Es gibt auch innenbeschichtete Schrumpfschläuche für den Zweck.

http://www.reichelt.de/index.html?ACTION=2;GROUPID=5723;SEARCH=Schrumpfschlauch,%20Innenkleber

Gruß Anja

von Anja (Gast)


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Nachtrag:

es gibt auch Temperatursensoren im Diodengehäuse z.B. KTY84

http://uk.farnell.com/nxp/kty84-130/temperature-sensor/dp/2066192

Gruß Anja

von M. K. (sylaina)


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Anja schrieb:
> Nachtrag:
>
> es gibt auch Temperatursensoren im Diodengehäuse z.B. KTY84
>
> http://uk.farnell.com/nxp/kty84-130/temperature-sensor/dp/2066192
>
> Gruß Anja

Ha, der war gut :D

Der KTY84 ist ne Diode die auf ne definierte Temperaturdrift getrimmt 
ist. ;)

von Achim S. (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> Der KTY84 ist ne Diode die auf ne definierte Temperaturdrift getrimmt
> ist. ;)

Nein: das ist ein homogen dotierter Halbleiter, bei dem man die 
Temperaturabhängigkeit des Widerstands ausnutzt (ähnlich wie bei einem 
Pt1000, nur etwas empfindlicher, aber mit größerer Streuung und viel 
kleinerem Messbereich).

Eine Diode hätte einen pn-Übergang, den hat der KTY84 nicht.

von M. K. (sylaina)


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Achim S. schrieb:
> Eine Diode hätte einen pn-Übergang, den hat der KTY84 nicht.

Hat ne Schottkey-Diode nicht als Beispiel ;)

NXP hat sich was dabei gedacht dem Bauteil ein Diodenschaltbild zu geben 
und zu bestimmen wo Annode und wo Kathode ist. ;)

von Calculator (Gast)


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Max .x schrieb:
> dass ich sie vor
> Schutz der Witterung in einen Schrumpfschlauch stecke und das mit
> Heißkleber ausfülle.

Die Idee mit dem Schrumpfschlauch ist doch schon mal sehr gut.

Heißkleber ist unelastisch und kann sich bei mechanischer Einwirkung 
ablösen oder brechen.

Wie wäre es stattdessen mit Fett oder fetthaltigem Mittel, zB. aus der 
Auto-Konservierungs-Branche?

von Erich (Gast)


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Schrumpfschlauch wird bei Kälte sehr hart und spröde, gerade auch der 
mit Innenkleber.
Ein Silikonschlauch, ggf. zusätzlich mit Flüssigsilikon aus der Tube 
verspritzt, das wäre besser. Tip: (Hornbach) Baumarkt hat das.
Ausserdem solltest du darauf achten, die Drahtlänge zur Elektronik nicht 
unnötig lang zu machen. Vorher ausprobieren ob Meßergebnis noch passt 
bei gewählten Länge!
Ich hatte mal den externen Tempsensor eines Billigtemperaturmeßgeräts 
verlängert, aber das ging nicht weil irgendwie gepulst (?) gemessen 
wurde und die Verlängerung (um mehrere Meter) zu hohen Abweichungen 
führte.
Gruss

von Peter D. (peda)


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Wichtig ist eine lichtdichte Umhüllung (schwarzer Schrumpfschlauch), 
sonst hast Du nen kombinierten Temperatur- und Lichtsensor.

von Achim S. (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> NXP hat sich was dabei gedacht dem Bauteil ein Diodenschaltbild zu geben
> und zu bestimmen wo Annode und wo Kathode ist. ;)

Tja, was soll ich dazu sagen: das ist schon ein wenig komisch.

Ich schätze mal, dass NXP bei dem Standardgehäuse für Dioden den 
Kathodenstrich nicht extra entfernen wollte. Jedenfalls verkaufen sie 
den selben Sensortyp mit identischer Beschreibung und sehr ähnlicher 
Kennlinie auch im SOT23 Gehäuse ohne von Anode und Kathode zu sprechen. 
Und 0,61%/K passt zum (positiven) Tempco von homogen dotiertem Silizium 
und nicht zum (negative) Tempco einer Diodenkennlinie.
Zum Vergleich:
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/KTY82_SER.pdf
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/KTY84_SER.pdf

@Max: in dem Gehäuse gibt es übrigens auch NTCs, bei einem 
Funkthermometer erscheint mir das wegen der höheren Empfindlichkeit fast 
die wahrscheinlichste Variante.

http://www.vishay.com/docs/29050/ntclg100.pdf

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Max schrieb:
> Ich habe einfach die Diodeausgebaut und sie an ein kurzes Stück gelötet.
> Ich wusste nicht, ob sich die Temperatur ändert, durch das zusätzliche
> Kabel.
Sie ändert sich nicht.
Nur wenn du die Diode austauschst, wirst du Probleme bekommen, denn eine 
andere Diode hat eine andere Kennlinie (Durchlassspannung).

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar Miller schrieb:

> Nur wenn du die Diode austauschst, wirst du Probleme bekommen, denn eine
> andere Diode hat eine andere Kennlinie (Durchlassspannung).

Bei passender Schaltung (Differenzstrom) kann man selbst
mit Standarddioden eine Genauigkeit von einigen Zehntel
Grad erreichen. Und das sogar nach Austausch der Diode
ohne Neuabgleich.
Gruss
Harald

von stefanus (Gast)


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Löte sie in ein Messing-Röhrchen ein, wobei das Rohr als Rückleiter 
dient.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Und das sogar nach Austausch der Diode ohne Neuabgleich.
Nach Austausch einer einzigen Diode? Ich hatte die Diodengeschichte 
vor ewigen Zeiten mal angeschaut und gerade wegen der 
Nichtreproduzierbarkeit verworfen. Hast du da mal einen Link?

von Achim S. (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Nach Austausch einer einzigen Diode? Ich hatte die Diodengeschichte
> vor ewigen Zeiten mal angeschaut und gerade wegen der
> Nichtreproduzierbarkeit verworfen. Hast du da mal einen Link?

ich erinnere mich auch noch an Ansteuerbausteine, die den Strom durch 
die Diode variiert haben (z.B. mal 100µA, dann 1mA). Damit kann man den 
Großteil der Exemplarstreuung tatsächlich schön herausrechnen, die 
Differenzspannung zwischen beiden Messungen steigt linear mit T. Einen 
Link habe ich aber momentan leider auch nicht zur Hand.

Ich glaube aber immer noch, dass Max keine Diode sondern einen 
Thermistor im Diodengehäuse hat.

Max: könntest du mal den Widerstand der Diode (ohne weitere Beschaltung) 
messen, und zwar "in beiden Richtungen" (also mit unterschiedlichen 
Polaritäten des Messgeräts)?

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar Miller schrieb:

>> Und das sogar nach Austausch der Diode ohne Neuabgleich.

> Nach Austausch einer einzigen Diode? Ich hatte die Diodengeschichte
> vor ewigen Zeiten mal angeschaut und gerade wegen der
> Nichtreproduzierbarkeit verworfen. Hast du da mal einen Link?

Es gab da mal vor vielen Jahren eine (rein analoge) Schaltung
von Elektor. Man misst den Spannungsabfall ganz einfach zweimal
mit zwei unterschiedlichen Strömen. Dann kann man den störenden
Bahnwiderstand rausrechnen. Ich habe noch in Erinnerung, das der
Fehler mit Abgleich beim Tausch ca. 0,2K und ohne Abgleich ca.
0,5K betrug.
Gruss
Harald

von M. K. (sylaina)


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Achim S. schrieb:
> Ich schätze mal, dass NXP bei dem Standardgehäuse für Dioden den
> Kathodenstrich nicht extra entfernen wollte. Jedenfalls verkaufen sie
> den selben Sensortyp mit identischer Beschreibung und sehr ähnlicher
> Kennlinie auch im SOT23 Gehäuse ohne von Anode und Kathode zu sprechen.

Nunja, du musst da schon genau hinschaun. Bei der KTY82 geben sie 
tatsächlich nicht an wo Anode und wo Kathode ist. Sie geben die 
Kennlinie aber auch nicht für einen negativen Strom an. Bei KTY84 (dem 
Fühler im Diodengehäuse) ist ganz offenbar auch die Stromrichtung 
relevant für die Kennlinie ist doch die Kennlinie für einen negativen 
Strom eine andere als für einen positiven Strom. Bei selben Sensor würde 
ich aber gleiches Verhalten erwarten. Also scheint beim KTY82 was zu 
fehlen.

von Achim S. (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> Bei KTY84 (dem
> Fühler im Diodengehäuse) ist ganz offenbar auch die Stromrichtung
> relevant für die Kennlinie ist doch die Kennlinie für einen negativen
> Strom eine andere als für einen positiven Strom.

du meinst Fig. 3 im Datenblatt. Da hast du recht: ab 150° unterscheiden 
sich die Kennlinien für positiven und negativen Strom dramatisch und man 
sieht so etwas wie eine Schottky-Diode. Die Beschreibung des Sensors 
über einen linearen Temperaturkoeffizienten passt für eine Stromrichtung 
überhaupt nicht mehr.

Unter 150° hat der Sensor eine konstante Dichte freier Ladungsträger 
(alle Dotieratome sind ionisiert) und die Änderung der Leitfähigkeit 
ergibt sich einfach aufgrund der Einschränkung der 
Ladungsträgerbeweglichkeit durch Gitterschwingungen (so wie beim 
Pt-Thermistor).

Ab 150°C werden zunehmend Ladungsträger thermisch vom Valenz- ins 
Leitungsband angehoben. Die zunehmende Ladungsträgerdichte überwiegt den 
Effekt der Ladungsträgerbeweglichkeit bei weitem, aus dem vorher 
positiven Tempco wird jetzt ein negativer.

Hier zeigt sich tatsächlich eine Richtungsabhängigkeit der Kennlinie. 
Schätzungsweise hat das Teil assymetrische Si-Metallübergänge, so dass 
sich hier wirklich ein assymetrischer Schottky-Übergangs ausbildet. 
Oberhalb von 150° habe ich also wohl wirklich eine seltsame 
Schottky-Diode. Unterhalb von 150° ist die Kennlinie symmetrisch, und 
für meine Begriffe wird sie dort am besten durch das 
Widerstandsverhalten eines homogen dotierten Si-Stückchens beschrieben.

von Ulrich H. (lurchi)


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Die KTY8x sind Halbleiterwiderstände, keine Dioden. Die Herstellung und 
das Gehäuse ähneln einem IC bzw. der Diode. Für die Verpackung macht es 
auch keinen wesentlichen Unterschied ob Diode oder Widerstand. Mit 
Silikon wäre ich vorsichtig: die Essigvernetzenden Versionen fördern die 
Korrosion und sind ggf. auch keine richtigen Isolatoren und nicht einmal 
zu 100% Dicht - da kann immer noch Feuchte durch diffundieren.

Eine Diode als Sensor ist nicht so abwegig auch recht günstig. Man 
sollte ggf. direkt an der Diode noch einen kleinen Kondensator im 1-100 
nF Bereich löten, um den Funkempfang etwas zu reduzieren - die Diode 
könnte sonst Funkstörungen gleichrichten und so einen zusätzlichen 
Fehler Produzieren.
Die Messströme sind meist sehr gering, so dass der Widerstand der 
Leitung eher keine Problem darstellt.

Für die Auswertung der Diode gibt es halt 2 Möglichkeiten: Einmal direkt 
die Flussspannung messen - da braucht man einen Abgleich je nach Diode, 
dafür hat man mit rund -2mV/K ein recht großes Signal.
Die Alterntive ist es die Exponetielle Kennlinie auszunutzen. Die geht 
mit exp( e*E_gap/ (kT)) und ist weitgehend unabhängig von 
Exemplarstreuungen (sofern man einen Typ wählt der sich recht ideal 
verhält) - dabei misst man dann die Differenz in der Spannung bei 2 
unterschiedlichen Strömen (z.B. 20 µA und 100 µA). Die Differenz und das 
Signal ist dafür aber kleiner (eher so in der Größenordnung 0,1 mV/K, 
abhängig vom Verhältnis der Ströme).

von Thomas (kosmos)


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Dieses Bauteil ist durch Glas passiviert. Besser geht es nicht, da 
brauchst du nichts vergießen da das Teil eine Glasschicht drum herum 
hat.

von Udo S. (urschmitt)


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Thomas O. schrieb:
> Dieses Bauteil ist durch Glas passiviert. Besser geht es nicht, da
> brauchst du nichts vergießen da das Teil eine Glasschicht drum herum
> hat.

Nicht vollständig, die Diode ist in dem Bereich in dem sie benutzt wird 
auch lichtempfindlich.
Insofern sollte sie lichtdicht verpackt werden. Entweder in 
Schrumpfschlauch oder ein lichtdichtes Gehäuse.
Wurde oben schon gesagt, durch deinen Beitrag muss man es nochmal sagen 
:-(

von Max (Gast)


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Hallo,
vielen dank für eure ganzen Antworten. Dann werde ich sie jetz einmal in 
Schrumpfschlauch packen. Ich dachte Heißkleber wäre vielleicht noch gut, 
damit die Anschlussdräht geschützt sind. und nicht rosten(tut es das 
überhaupt? wei gar nicht was das für ein Marerial ist ehrlich)

von Mani W. (e-doc)


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Hallo Max!

Die Diode mit Anschlußdrähten (Kabel) versehen, Schrumpfschlauch darüber
und in 10 oder 16 mm2 Kabelschuh mit UHU-Plus eingießen.

Die Ringöse des Kabelschuhes (5,6,8 mm) ist eine gute 
Befestigungsmöglichkeit
und der Kabelschuh selbst hat eine relativ schnelle Wärmeübertragung zum
vergossenen Sensor.

Gruß

Mani

von Max (Gast)


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Hallo Mani,
das ist eine super Idee!
Jetzt muss ich nur noch so ein Teil finden

von Mani W. (e-doc)


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Hallo Max!

Alles beim Elektroinstallationsunternehmen in Deiner Nähe zu finden.
Kostet ein paar Cent.

Gruß
Mani

von Thomas (kosmos)


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umso mehr Masse man um den Sensor packt desto höher die Wärmekapazität 
und desto langsamer reagiert er. Vielleicht einfach nur etwas Lack drum 
um das Licht abzuhalten.

von Mani W. (e-doc)


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Hallo Thomas!

Klar, daß mehr Masse um den Fühler die Messung verlangsamt, ist aber bei
einer Außenthemperaturmessung unerheblich, ein 6 mm2 Kabelschuh wird 
sich
auch noch ausgehen.

Gruß
Mani

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