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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Thermoelement Kabelbruch


Autor: Miu (Gast)
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Hi,

ich arbeite gerade an einer Thermoelement Messung. Es werden ca. 25 
Thermoelemente (Type K) ausgewertet. Leider haben meine bestellten 
Thermoelemente nicht die beste Qualität und die Kabel werden auch 
bewegt.
Deshalb kommt ab und an auch ein Kabelbruch vor.

Gibt es eine Möglichkeit einen Kabelbruch bei einem Thermoelement zu 
erkennen?

Für eure Vorschläge wäre ich sehr dankbar.

: Verschoben durch Admin
Autor: Andreas H. (Gast)
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Natürlich gibt's diese Möglichkeit. Hochohmiger Pull-Up oder 
Pull-Down-Widerstand an dem Thermoelementschenkel, der nicht auf Masse 
liegt. Bei Kabelbruch geht das verstärkte Messsignal in die positive 
oder negative Sättigung.

Thermoelemente sind ja ziemlich niederohmig, wenn der Pull-Up ein paar 
MOhm hat und an einer geringen Spannung liegt (0,1 V reicht ja), hält 
sich auch der Messfehler in Grenzen.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Wie wäre es mit sauberem Verlöten oder Verschrauben der Bruchstelle? 
Etwa so, daß sich die evtl. dort bildenden 2 Thermospannungen 
gegenseitig aufheben. Die Elemente vom Typ K haben jedoch ohnehin recht 
hohe Spannungen.

Autor: Andreas H. (Gast)
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>Wie wäre es mit sauberem Verlöten oder Verschrauben der Bruchstelle?

Ähm, Miu will den Kabelbruch !erkennen!, um's reparieren geht's hier gar 
nicht.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Andreas H. schrieb:

>!erkennen!,

Oh, sorry, falsch verstanden. Ja, da wird deine Lösung hilfreich sein.

Autor: Arc Net (arc)
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Andreas H. schrieb:
> Natürlich gibt's diese Möglichkeit. Hochohmiger Pull-Up oder
> Pull-Down-Widerstand an dem Thermoelementschenkel, der nicht auf Masse
> liegt. Bei Kabelbruch geht das verstärkte Messsignal in die positive
> oder negative Sättigung.
>
> Thermoelemente sind ja ziemlich niederohmig, wenn der Pull-Up ein paar
> MOhm hat und an einer geringen Spannung liegt (0,1 V reicht ja), hält
> sich auch der Messfehler in Grenzen.

Hängt auch etwas von der restlichen Elektronik ab...
Viele Delta-Sigma-ADCs haben dazu eingebaute Burnout-Stromquellen (meist 
im Bereich 0.1 uA - 10 uA).
Eine geht auf den "positiven" Zweig, die andere auf den "negativen". 
Misst man dann mit eingeschalteten Stromquellen, gibt's für einen 
Kurzschluss ~0, bei Fullscale ist entweder der Stromkreis nicht 
geschlossen oder die Referenzspannung aus/defekt.

Autor: Miu (Gast)
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Ich habe vergessen, dass ich die Messung differentiell durchführe.

Das mit dem Pull-Up kann ich nicht so ganz nachvollziehen. Ich glaube, 
dass würde das Signal unzulässig verändern. Immerhin messe ich uV...

Autor: Andreas H. (Gast)
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>Das mit dem Pull-Up kann ich nicht so ganz nachvollziehen. Ich glaube,
>dass würde das Signal unzulässig verändern. Immerhin messe ich uV...

Bitte mal angehängten Schaltplan ansehen. Das Thermoelement wird ja kaum 
mehr als 100 Ohm haben, das wäre dann ja schon ein Drähtchen mit 0,1 mm.

Wenn du als Pull-Up 1 MOhm nimmst und den an 0,1 V hängst, fallen am 
Thermoelement maximal 10 µV ab. Ein Typ K Thermoelement hat ca. 40 
µV/°C, macht einen Messfehler von 0,25 °C. Das ist weniger als die 
übliche Toleranz bei Standard-Thermoelementen. Außerdem ist der Offset, 
der dadurch erzeugt wird, einigermaßen konstant und kann abgeglichen 
werden.

>Ich habe vergessen, dass ich die Messung differentiell durchführe.

Was verstehst du unter "differentiell"? Messung von 
Temperaturunterschieden mit zwei in Reihe geschalteten Thermoelementen?

In dem Fall kann man genau so einen Pull-Up als Kabelbrucherkennung 
einsetzen, in der geposteten Schaltung fällt dann lediglich die 
Kaltstellenkompensation weg und das Thermoelement besteht dann halt aus 
zwei antiseriell geschalteten Thermopaaren.

Autor: Arc Net (arc)
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Andreas H. schrieb:
> Was verstehst du unter "differentiell"? Messung von
> Temperaturunterschieden mit zwei in Reihe geschalteten Thermoelementen?

Eher sowas wie im Anhang oder deutlich besser direkt (mit der üblichen 
Beschaltung) auf die differentiellen Eingänge eines geeigneten ADCs.

> In dem Fall kann man genau so einen Pull-Up als Kabelbrucherkennung
> einsetzen, in der geposteten Schaltung fällt dann lediglich die
> Kaltstellenkompensation weg und das Thermoelement besteht dann halt aus
> zwei antiseriell geschalteten Thermopaaren.

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