Guten Tag zusammen, Ich bin jetzt seit einiger Zeit dabei einen Hitzdrahtanemometer zusammen zu basteln. Im Moment scheitere ich beim Draht. Ich hab zuerst mit dem Woldframdraht probiert. Das heisst ich nahm den Sockel einer Glühbirne mit dem Wolfram draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm. Bei diesem Draht habe ich mehrmals probiert mit dem CTA(Constant Temperatur Anemometer)eine Konstante Temperatur zu erhalten. Jetzt zur Frage Ich bekomme es nicht hin den Draht zu erhitzen da der Draht ab 40 mA durchschmilzt. Vorher bekommt der Draht nicht die benötigte Hitze. Habt Ihr vielleicht ne Idee? Als Anhang hab ich euch die Funktionsweise eines Anemometer und seine Eigenschaften mit geschickt. MFG Charel
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https://de.wikipedia.org/wiki/Konstantstromquelle#PTAT-Stromquelle Wäre das ne Alternative? Oder vielleicht nen MAF Sensor vom Auto ausschlachten?
Konstante Temperatur würde bedeuten, dass du auf den konstanten Widerstand des Drahtes regeln müsstest. Dazu müsstest du Spannung und Strom messen und daraus den Quotienten ermitteln.
Im FUNKAMATEUR stand irgendwann im Sommer 2016 ein guter Artikel über Glübirnen als Anemometer.
Charel P. schrieb: > Habt Ihr vielleicht ne Idee? Anderen Draht verwenden. Wikipedia empfiehlt einen Durchmesser von 2,5-10 μm, also deutlich dünner. Wie stark heizt du den Draht überhaupt auf? Der muss nicht glühen :)
Als erstes vielen Dank für eure schnelle Antworten. Also im Anhang des Buches gibt es zwei Prinzipien es gibt CTA und CCA. Also ein mal konstanter Strom oder konstante Temperatur. Zuerst wollte ich CCA aufbauen da dies leichter ist um die ersten Werte zu bekommen. Im Moment hab ich die Whilstonebrückeschaltung (die Schaltung könnt ihr beim Anhang finden). Naja wenn der Draht dünner ist, muss man mehr ihm Achtung schicken und das ist schlecht für das Ziel dieser Sache. Deswegen dachte ich an ein Resithermdraht dieser braucht aber zu viel Strom (2A) um gute Resultate zu erhalten. Wenn das Projekt fertig ist soll dieser später in einem Stollen stehen und dort den Wind messen. Mfg Charel
Jan H. schrieb: > Charel P. schrieb: >> Habt Ihr vielleicht ne Idee? > > Anderen Draht verwenden. Wikipedia empfiehlt einen Durchmesser von > 2,5-10 μm, also deutlich dünner. Wie stark heizt du den Draht überhaupt > auf? Der muss nicht glühen :) Ncht glühen ah ok weil das Stand im Anhang dass die Temperatur in der Gegend von 300Celsius liegt :-). Also würde es reichen bevor der Draht schmiltz mit dieser Einstellung zu arbeiten. Das heisst beim Wolframdraht 25mA. Ab 30 mA schmiltzt er durch.
Bastler schrieb: > Im FUNKAMATEUR stand irgendwann im Sommer 2016 > ein guter Artikel über Glübirnen als Anemometer. Ist es eigentlich notwendig den Glaskörper zu entfernen oder bekommt man auch so gute Ergebnisse?
Der Andere schrieb: > Konstante Temperatur würde bedeuten, dass du auf den konstanten > Widerstand des Drahtes regeln müsstest. Dazu müsstest du Spannung und > Strom messen und daraus den Quotienten Also der Draht ändert abhängig der Temperatur den Widerstand. Durch diese Veränderung ensteht bei der CCA - Schaltung sowie beim CTA eine Änderung des Stromes sowie auch der Spannung. Diese Veränderung brauche ich. Als erstes verstärke ich diese mit einem nicht-invertierender Verstärker die Spannung und lese diese am microC ab. PS bei 0Celsius ist die Spannung gleich 0V da die Schaltung darauf kalibriert ist.
Ludwig schrieb: > Bastler schrieb: >> Im FUNKAMATEUR stand irgendwann im Sommer 2016 >> ein guter Artikel über Glübirnen als Anemometer. > > Ist es eigentlich notwendig den Glaskörper zu entfernen oder bekommt man > auch so gute Ergebnisse? Der Glaskolben ist evakuiert, da gibts zu wenig Wärmeleitung. Muss also weg. Aber da der Draht mit deutlich geringeren Temperaturen betrieben wird, brennt der auch an Sauerstoffathmosphäre nicht durch.
Ich würde da mit noch geringerem Strom rangehen. Wolfram schmilzt bei 3000+°C und die abgeführte Wärmemenge steigt überproportional mit dem Temperaturunterschied. Wenn also 30mA reichen um die Schmelztemperatur zu erreichen... Ist natürlich alles deutlich komplexer als das, aber in ruhender Luft und als Näherung wird es taugen. Bei deutlich höheren Temperaturen wird das ganze außerdem deutlich schwerer zu linearisieren. Leider ist es schwer bei dem Glühdraht die Temperatur zu messen wegen der geringen Masse - ein einfacher Fühler hätte ja ein vielfaches der Masse und damit auch der Wärmekapazität des Drahtes. Ich würde erst mal mit geringem Strom anfangen 5-10mA und schauen dass man ein Signal bekommt beim maximal erwarteten Anblasen des Drahtes. Dann den Strom so weit wie möglich absenken wie das Signal noch gut ist. Dann Luftstrom zu Messignal aufnehmen und charakterisieren. Charel P. schrieb: > bei 0Celsius ist > die Spannung gleich 0V da die Schaltung darauf kalibriert ist Aber das ist per Offset am OP so eingestellt hoffe ich, denn sonst stimmt da was mit der Physik nicht an dem Wolframdraht...
Warum eigentlich nicht der im Artikel genannte Resistherm Draht? Der scheint doch zu funktionieren und hat noch den Vorteil einer geringen Temperaturabhängigkeit, worauf bei Widerstandsdraht ja geachtet wird. Wolfram ist dagegen ja ein Kaltleiter...
Simon schrieb: > Der scheint doch zu funktionieren und hat noch den Vorteil einer geringen > Temperaturabhängigkeit, worauf bei Widerstandsdraht ja geachtet wird. Wieso siehst du das als Vorteil? Der Autor sieht das eindeutig anders! Das Messprinzip basiert auf der Temperaturabhängigkeit des Widerstandes und in dem Artikel steht darum extra geschrieben: "Der eingesetzte Hitzdraht sollte einen möglichst hohen Temperaturbeiwert aufweisen, d. h. der Widerstandswert des Drahtes muss stark temperaturabhängig sein."
Simon schrieb: > Warum eigentlich nicht der im Artikel genannte Resistherm Draht? Der > ... hat noch den Vorteil einer geringen Temperaturabhängigkeit,... Hast du dafür eine Quelle? Der Hersteller schreibt genau das Gegenteil: "RESISTHERM zeichnet sich besonders durch hohen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes bei relativ hohem spezifischem Widerstand aus." http://www.isabellenhuette.de/de/praezisionslegierungen/praezisionslegierungen/produkte/weitere-legierungen/resistherm/
Simon schrieb: > Ich würde da mit noch geringerem Strom rangehen. Wolfram schmilzt bei > 3000+°C und die abgeführte Wärmemenge steigt überproportional mit dem > Temperaturunterschied. Wenn also 30mA reichen um die Schmelztemperatur > zu erreichen... > > Ist natürlich alles deutlich komplexer als das, aber in ruhender Luft > und als Näherung wird es taugen. Bei deutlich höheren Temperaturen wird > das ganze außerdem deutlich schwerer zu linearisieren. Leider ist es > schwer bei dem Glühdraht die Temperatur zu messen wegen der geringen > Masse - ein einfacher Fühler hätte ja ein vielfaches der Masse und damit > auch der Wärmekapazität des Drahtes. > Die Kennlinie von Wolfram ist sehr genau bekannt. Es wird für Glühlampen nur reines Wolfram benutzt. Für den Widerstand mißt man den aktuellen Strom und die aktuelle Spannung am Draht. Die Dimensionen des Drahtes sind uninteressant, wenn man einmal den Widerstand bei einer bekannten Temperatur mißt (also Leerlauf bei 20°C). Mit etwas rumrechnen kann man dann die aktuelle Temperatur des Drahtes vollständig bestimmen. Kein Hexenwerk. Für die Modellierung des Einschaltstromes von Halogenlampen wurden bereits SPICE-Modelle auf µC.net gepostet. Das wäre ein guter Ansatz.
Ludwig schrieb: > Ist es eigentlich notwendig den Glaskörper zu entfernen oder bekommt man > auch so gute Ergebnisse? Ja, den Glaskolben musst du zerdrücken. Miss den Kaltwiderstand des geöffneten Lämpchens und dann betreibst du es in einer einer Brückenschaltung, die bei etwa dem doppelten Kaltwiderstand abgeglichen ist. Die Ausgangsspannung des Fehlerverstärkers liefert die Speisespannung für die Brücke und sorgt so für eine konstante Temperatur der Wendel. Ich habe so etwas zu anderen Zwecken mal mit 3mm 12V 50mA Miniaturglühlämpchen gemacht. Iirc hatten die einen Kaltwiderstand von etwa 25..30 Ohm, und wenn man sie auf 47 Ohm erhitzte, erreichte die Wendel eine Temperatur von etwa 300..400°C. Dafür waren weniger als 5V erforderlich, und diese Temperatur hält der Wolframdraht auch noch aus ohne an der Luft zu verbrennen. Ich habe das anfangs mit einer analogen Schaltung gemacht, bin dann aber aus Kostengründen auf einen ATTiny umgestiegen. Geht beides. Natürlich kann mann das auch mit einem NTC machen, aber wegen der größeren Masse reagiert der nicht so schnell, wie der dünne Wolframdraht.
P.S.: Hier noch meine alten Messwerte an ähnlichen Lämpchen: 36,90 bei 20°C 69,42 bei 227°C Verhältnis = 1,881 Evtl kannst du auch auf den KFZ-Schrottplatz gehen und dir dort einen Luftmengenmesser holen. Diese arbeiten auch nach dem Prinzip des Hitzdrahtanemometers und sind mechanisch robuster als die winzige Wolframwendel einer T1 Lampe.
nachtmix schrieb: > Luftmengenmesser Die Dinger sind leider für größere Windgeschwindigkeiten ausgelegt. Die Glühwendel ist schon gut. Übrigens verbrennt die nicht bei Übertemperatur sondern sie schmilzt nur durch. Wäre es anders, würden WIG Schweißgeräte nicht funktionieren :-) Alternativ gibt es Mikro NTC Pillen, die auch eine schön steile Kennlinie haben.
Georg G. schrieb: > Übrigens verbrennt die nicht bei > Übertemperatur sondern sie schmilzt nur durch. Doch, an der Luft verbrennt der dünne Wolframdraht. Lange bevor das Metall schmilzt. Das sich dabei bildende Wolframtrioxid setzt sich oft als gelblicher Schmauch auf den Glasflächen von Lampen ab, die im Betrieb zerstört wurden oder Luft gezogen haben. https://de.wikipedia.org/wiki/Wolfram(VI)-oxid
Vielen Dank ich werd mal die tipps versuchen und bin darauf gespannt wie darausser die Endergebnis werden. Ich halte euch am laufenden und wenn ich fertig bin zeig ich euch meine Arbeit . :-)
Kleiner Tip noch: Diese Schaltungen starten u.U. nicht von allein, weil ohne Speisespannung die Brücke die Ausgangsspannung 0 liefert, und der Fehlerverstärker dann glaubt, dass die Brücke im Gleichgewicht sei und dementsprechend kein Ausgangssignal liefert und die Lampe nicht heizt. Je nach der zufälligen Polarität der Offsetspannung des Differenzverstärkers bzw. des µC-Komparatores ist das mit 50%iger Wahrscheinlichkeit der Fall. Abhilfe schafft ein geringer Vorstrom durch die Brücke (der 2k Widerstand parallel zu Q6 in der von ernstj verlinkten Applikation) oder ein entsprechendes Mindest-Tastverhältnis bei Verwendung des µC.
Wie wäre es, einfach einen 100 Ohm NTC als Sensor zu nutzen? Der verändert sich nicht so sehr, wenn man ihn nicht überhitzt.
Stromverdichter schrieb: > Wie wäre es, einfach einen 100 Ohm NTC als Sensor zu nutzen? Prinzipiell ist das machbar, aber ich schrieb ja schon, dass die thermische Trägheit solcher Bauteile relativ groß ist. Ausserdem wird solch ein NTC über die Anschlüsse ziemlich gut gekühlt, so daß er weniger empfindlich auf Luftbewegung reagiert. Es gibt zwar NTCs zu kaufen, die nicht größer sind als ein Fliegenschiss und an dünnen Platindrähtchen hängen, aber frag lieber nicht nach deren Preis.
Hp M. schrieb: > aber frag lieber nicht nach deren Preis. Am Kupferlackdraht bekommt man die die unter 1 Euro, in Stückzahlen auch unter 10 Cent. Ich frage mich, womit man eine genauere Messung hinbekommt. Getestet hatte ich das ganze mal mit einem Heiz-Widerstand mit aufgeklebtem NTC. Das hatte eigentlich ganz gut funktioniert. Ich wollte jedoch nicht genau messen, sondern nur erkennen, ob eine Flüssigkeit im Rohr sich bewegt.
Die ersten elektronischen Variometer wurden mit zwei kannibalisierten Glühlämpchen gebaut. Das war extreme Fummelei. Dann gab es später die Mikro-NTCs. Die waren wesentlich robuster und auch hinreichend schnell. Ich würde immer zum NTC tendieren.
Angehängte Dateien:
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Widerstandsverteilung.jpg
240 KB
Georg G. schrieb: > Dann gab es später die > Mikro-NTCs. Die waren wesentlich robuster und auch hinreichend schnell. > Ich würde immer zum NTC tendieren. Und woher bekommst du solche Mikro-NTCs, die nur einem winzigen Klecks der NTC-Masse auf einer Polyimidfolie mit aufgedampften Leiterbahnen bestehen? Dass der Tk eines NTC um etwa eine Zehnerpotenz größer ist als der von Metallwiderständen, wissen wir ja. P.S.: Hier noch die von mir vor 12 Jahren gemessene Kaltwiderstandsverteilung einiger solcher Lämpchen, sowie die Berechnung der Leistung, die nötig ist um in Luft auf etwa den doppeelten Widerstndswert zu kommen.
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Da wuerde geschrieben : >> Getestet hatte ich das ganze mal mit einem Heiz-Widerstand mit >> aufgeklebtem NTC. Das hatte eigentlich ganz gut funktioniert. Ich wollte >> jedoch nicht genau messen, sondern nur erkennen, ob eine Flüssigkeit im >> Rohr sich bewegt. Um die luftgeschwindigkeit zu messen braucht man nur der NTC und die messschaltung, kein extra heater dabei. Man musz der Self-heating der NTC messen. Nicht die absolute temperatur. Such mal bei zB Betatherm oder Thermometrics oder einen anderen fabrikanten, ich denke ich habe mal ein application note dafuer gesehen. Damit ist zB Vishay NTCLE300E3103SB oder Epcos B57551G1103F005 (Beide Farnell) meiner meinung klein genug und die haben schon isolierte draehte. Aber das liegt natuerlich auch an die Anwendung. Patrick
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