Messfehler bei Thermoelement Typ K

[Johann M. (brutzler)]

Hallo,

würde gerne mal was mit euch diskutieren.
Ich habe einen analogen PID-Regler (REX-C100). Für das Geld ein geiles 
Teil.
Der hat als Eingang ein Thermoelement Typ K.
Ich hab den Regler in ein ALU-Gehäuse eingebaut, und für den Fühler eine 
Steckverbingung vorgesehen. Die Stecker und auch die Verbindung von der 
Einbaubuchse sind dafür ausgelegt. (Typ-K-Stecker und Ausgleichsleitung)

Vorgestern habe ich in der Küche das Thermoelement mit zwei anderen 
Messgeräten abgeglichen, eine konstante Abweichung von 7K festgestellt, 
und diese als Offset im Regler eingegeben. Dann war der Regler-Istwert 
von 0-100°C bis auf 1-2K wie meine beiden anderen Messgeräte. Damit war 
ich zufrieden.

Heute hab ich den Regler draussen eingesetzt. Er war über Nacht im 
Freien und hatte daher die Aussentemperatur (2°C) angenommen. Allerdings 
habe ich über das Thermolement total falsche Werte reinbekommen. Nach 
dem Einschalten war da schon ein Istwert von 30°C.

Das versteh ich nun gar nicht. Kann das durch den Temperaturunterschied 
drinnen<->draussen verursacht werden? Sicher hab ich das mit den 
zusätzlichen Thermospannungen an jeder Klemmstelle betrachtet, aber 
dafür hab ich ja extra die passenden Komponenten für die 
Gehäusedurchführung verwendet.

Vllt. hätte ich mir gleich das Modell mit PT100 kaufen sollen :-(

Da bin ich jetzt für jede Idee dankbar.

[Dieter B. (debe)]

Den c100 habe ich auch. Der ist für alle möglichen Thermoelemente und 
auch für PT 100. Die Umstellung ist nicht ganz einfach. Sieh mal die 
verschiedenen Beschreibungen (bei verschiedenen Händlern) durch. Ich hab 
es vor längerer Zeit mal gemacht bekomme es jetzt aber nicht mehr auf 
die Reihe. Da muss man zwei Tasten mehrere Sekunden drücken um ins Setup 
zu kommen. Viel Glück.

Gruß debe

[Johann M. (brutzler)]

Hi debe,

Bin auch gerade am Rätseln, ob meiner nicht beides kann.
Am Fühleranschluss sind 3 Klemmen (8/9/10)
Zwischen 9 und 10 steht TC (also Thermocouple)
Zwischen 8 und 9 steht Rt (PT100/JPT100)
Allerdings heisst meine Typbezeichnung C100FK02. Das "K02" bedeutet lt. 
Anleitung Thermoelement Typ K 0-400°C.
Da hab ich jetzt gedacht, dass das Gerät nur das kann.

Werd mir mal einen 100R Widerstand schnappen und den zwischen 8 und 9 
hängen.

Das Umstellen sollte nicht das Problem sein. Hab mir im Inet schon eine 
passende Anleitung gezogen. Sonst hätte ich die kryptischen Anzeigen der 
Parameter nicht verstanden.

BTW: Sieht deiner auch so aus wie auf dem Foto?

Edit:
Ahhh jetzt kapier ich auch die komplette Klemmenbezeichnung. Siehe 
zweites Foto aus dem Manual. Da kann ich wirklich alles dranhängen. Auch 
Spannung und Strom, und den PT100 sogar in Dreileitertechnik

Noch mal Edit:
Hat sich was mit der Anleitung. Lt der soll man den LCK Parameter auf 
1000 stellen. Hab aber nur drei Stellen. Habs mit 100 probiert, und komm 
auch in das Menu mit SL1, SL2,... aber ab jetzt kann ich nur raten... 
:-(

[Lurchi (Gast)]

7 Grad Fehler sind schon eine Menge - so falsch sollte es eigentlich 
nicht sein. Ein möglicher Fehler wäre es, wenn da irgendwo Drähte 
vertauscht sind (z.B. Ausgleichsleitung falsch herum). Das sollte man 
testen können indem man z.B. den Stecker zwischen Thermoelement und 
Ausgleichsleitung mal in die Hand nimmt und damit etwas erwärmt. Das 
sollte im idealfall keinen Einfluss haben - bei vertauschen Kabeln würde 
man die Temperaturänderung doppelt sehen.

Damit die Kaltstellenkompensation stimmt, sollte man auf kleine 
Temperaturgradienten an den Klemmstellen achten. Also da ggf. eine 
Abdeckung drüber haben, dass nicht viel Wärme fließen kann. So ideal 
sind die Schraubanschlüsse für Thermoelemente aber auch nicht.

Ein Test für die Kaltstellenkompensation wäre z.B. statt dem 
Thermoelement einfach einen Kupfer draht anzuschließen. Dann sollte man 
keine Thermospannung haben, und der Regler die Temperatur der 
Anschlussstelle anzeigen. Das sollte dann sowohl drinnen wie draußen 
passen.

[Johann M. (brutzler)]

@ Lurchi,

Lurchi schrieb:
> Das sollte man
> testen können indem man z.B. den Stecker zwischen Thermoelement und
> Ausgleichsleitung mal in die Hand nimmt und damit etwas erwärmt. Das
> sollte im idealfall keinen Einfluss haben - bei vertauschen Kabeln würde
> man die Temperaturänderung doppelt sehen.

Hmmm... Wenn ich den Stecker des Thermoelements mit Daumen und 
Zeigefinger erwärme, habe ich nach wenigen Sekunden schon eine 
Temperaturänderung von -3K. OHA!!
Zu deiner Theorie: (vertauschte Kabel)
Also der Typ-K ist fertig geliefert mit vergossenem Stecker.
Die Einbaubuchse ist auch richtig mit + (kleiner Kontakt) und - (großer 
Kontakt) beschriftet.
Allerdings bin ich mir jetzt bei der Ausgleichsleitung nicht mehr so 
sicher.
Die beiden Adern sind grün und weiss. Ich hab grün für + genommen.
Wie hier beschrieben: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement#/media/File:IEC_Type_K_Thermocouple.svg


@debe:
Wollte das mit dem 100R-Widerstand jetzt testen: Mein Controller hat an 
dem Anschluss gar keine Klemme. :-(
Alles seltsam.

[Johann M. (brutzler)]

So, jetzt hab ich den Übeltäter.
Es ist der Stecker des Thermoelements.
Den hab ich eingesetzt:
[[http://www.elv.de/velleman-temperaturmessleitung-flexibeler-typ-50-bis-200-c.html]]
Ich hab noch einen zweiten Typ K rumliegen. (Der hat etwas mehr Eisen am 
Sensor dran. Daher wollte ich ihn wegen der Temperaturträgheit nicht 
einsetzen).
Ich hab jetzt beide angesteckt und jeweils nur den Stecker mit dem 
Heissluftfön etwas erwärmt. Beim "ReserveSensor" war keine Änderung zu 
sehen.
Bei meinem Prozeßsensor hatte ich nach sehr kurzer Zeit bereits -10K.
Da ist wohl der Stecker, oder die interne Klemm-/Lötstelle Schrott.

[Mike J. (linuxmint_user)]

Dein Thermoelement ermittelt nur die Temperaturdifferenz zwischen dem 
Ende des Leiters (mit der kleinen verlöteten Metallperle) und den Anfang 
des Leiters.

Du musst also noch am Anfang des Leiters die Temperatur messen und diese 
dann mit dem gemessenen Addieren.

Ich hatte mir eine Verstärkung durch einen OpAmp von 100 geschaffen 
damit die ca.40µV pro Kelvin auf 4mV pro Kelvin verstärkt wurde.

Der ADC hatte eine Referenz von 1V und konnte mit 10Bit auflösen, 
wodurch ich also eine Spannungsänderung von 1mV erkennen kann.

Wenn die Temperaturdifferenz von 200K erkannt wurde musste ich nur noch 
die Raumtemperatur (also die Temperatur an den Klemmen) addieren, also 
kommt man dann auf 220°C.

Wenn dein Messgerät draußen steht und draußen -10°C sind und mit den 
Thermoelement eine Differenz von 200k gemessen wird, dann sind das eben 
190°C an der Metallperle.

[Johann M. (brutzler)]

Ja und genau das macht die "Kaltstellenkompensation".
Und so eine ist in dem Regler verbaut. Da bin ich mir sicher.
Wie sollte der sonst funktionieren?
Sonst dürfte man den Regler nur bei einer genau definierten 
Umgebungstemperatur einsetzen.

Das haben einige ICs schon integriert:
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/analogtechnik/articles/408431/

[Dieter B. (debe)]

Johann M. schrieb:
> BTW: Sieht deiner auch so aus wie auf dem Foto?

Meiner sieht praktisch genauso aus bis auf den Ausgang.

> Hat sich was mit der Anleitung.

Darum mein Hinweis auf Anleitungen verschiedener Händler. Teilweise sind 
da unterschiedliche Angaben. Ich hatte nach einer deutschen Anleitung 
gesucht um eindeutige Angaben zu bekommen, keine gefunden.

Gruß debe

[Johann M. (brutzler)]

Ok,

Deutsche Anleitung wirst du nie finden. Mir reicht eigentlich schon die 
englische, aber da gibt es auch zig verschiedene.

Du hast wenigstens die Klemme 8 verbaut. Da ist bei mir nur gähnende 
Leere.
Bringt mir also nichts, wenn ich es schaffe den Regler umzustellen.

Aber ich bin eh schon meinem Fehler auf die Schliche gekommen. Hab jetzt 
mal das Thermoelement reklamiert.

Vllt. leg ich mir noch mal einen zweiten Regler mit PT100 zu.