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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eigenerwärmung beim PT100


Autor: finalcu (Gast)
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Hallo,

ich verwende einen PT100 Temperatursensor um die Temperatur von 
Heisskleber (von Pattex) zu messen. Dummerweise betreibe ich den Sensor 
bei ca. 6mA was eine Eigenerwärmung von ca. 6°C in Luft (v=2m/sec) 
verursacht. Das einfachste wäre natuerlich wenn ich einen PT1000 nehmen 
würde aber ich suche nach einer Lösung wo ich die bestehende Schaltung 
nicht ändern muss.

Mein Idee ist die folgende: Einerseits hat Heisskleber eine ca. 10-fach 
höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft, das heisst die Eigenerwärmung sollte 
auch 10 mal kleiner sein? Andernseits könnte ich die Eigenerwärmung auch 
berechnen hierbei bin ich jedoch etwas unsicher ob ich die berechnete 
Temperaturdifferenz dann einfach abziehen kann. Wenn der Heisskleber z.B 
200°C heiss ist, wird die Eigenerwärmung dann dieselbe sein (also 206°C 
bei Luft)?

Gruss,
finalcu

Autor: Grübler (Gast)
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>Wenn der Heisskleber z.B 200°C heiss ist,
>wird die Eigenerwärmung dann dieselbe sein
>(also 206°C bei Luft)?

Natürlich nicht!
Der Wärmeübergangswiderstand
PT100->Luft  b.z.w. PT100->Heißkleber
isr ja ein ganz anderer.

Autor: Sepp (Gast)
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Wenn die Eigenerwärmung in Luft ca. 6°C beträgt, und bei ca.
200°C gemessen wird sind das um die 3% Fehler. (Vom PT100,
dazu kommen noch die restlichen Fehler der Meßkette.

Rein gefühlsmäßig ist der Verarbeitungsbereich für Heißkleber
nicht so kritisch, lasse mich aber gerne belehren.
Bis der Kleber am "Ziel" ist kühlt er ja auch wieder ab, schon
deshalb halte ich den Fehler durch den PT100 für vernachlässigbar.

Vielleicht kann man ja mit dem "Fehler" leben.

Autor: Ulrich (Gast)
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Für wenige Eigenerwärmung kann man den PT100 auch mit weniger Strom 
betreiben.

Autor: Peter R. (pnu)
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Man kann den Pt100 auch mit PWM betreiben: Nur in der Zeit, in der der 
AD-Wandler die Spannung am Pt100 liest, am Pt100 Spannung anlegen. In 
den Pausen zwischen den Messungen dann ohne Spannung lassen.
Man muss da etwas auf die Zeit achten, zwischen Einschalten der Spannung 
und Erreichen der Spannung am AD-Wandler, aber wenn das in Zeiten unter 
1ms abläuft, dürfte das klappen.

Autor: Tomate (Gast)
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>Dummerweise betreibe ich den Sensor bei ca. 6mA was eine Eigenerwärmung
>von ca. 6°C in Luft (v=2m/sec) verursacht.

PT100 steht eigentlich für Präzisionsmessung. Meßströme über 1mA sollte 
man da unbedingt vermeiden!

>Mein Idee ist die folgende: Einerseits hat Heisskleber eine ca. 10-fach
>höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft, das heisst die Eigenerwärmung sollte
>auch 10 mal kleiner sein? Andernseits könnte ich die Eigenerwärmung auch
>berechnen hierbei bin ich jedoch etwas unsicher ob ich die berechnete
>Temperaturdifferenz dann einfach abziehen kann. Wenn der Heisskleber z.B
>200°C heiss ist, wird die Eigenerwärmung dann dieselbe sein (also 206°C
>bei Luft)?

Alles was mit Temperatur, Abstrahlung, Wärmeleitung, Konvektion, etc. zu 
tun hat, ist teilweise hochgradig unlinear. Ich würde einfach ganz ganz 
kräftig den Meßstrom reduzieren, oder das Meßergebnis raten...

Autor: EGS (Gast)
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Also ich kenne den PT100 nicht als Präzisionsmessefühler, dann eher 
PT1000 Nickel-Platin-Fühler.

Dann das Ganze mit Konstantstrom betreiben im 3 oder 4 Leiter Anschluss, 
und schon wird es etwas genauer. Jetzt kann man darüber nachdenken den 
Messfehler und andere Begebenheiten rauszurechnen/korrigieren. das ganze 
macht eh bloss in einer Messbrücke Sinn, die einem auch noch die 
leitungswiderstände ausgleichen lässt.

Und auch ic vertrete die meinung, das es den heisskleber egal is o es 
200° oder 206°C sind...

Autor: Tempat (Gast)
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Die Eigenerwärmung bei Pt100 Widerstandsthermometern sind ein heikles 
Thema und können zu Messfehlern von 0,8 mK bis einigen °C führen (je 
nach Sensor und Wärmeanbindung). Maßgeblich abhängig ist Sie vom 
Messstrom.

Am einfachsten ist es, die Eigenerwärmung experimental zu ermitteln:

http://www.temperaturblog.de/2010/01/28/eigenerwarmung/

Autor: m.n. (Gast)
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Tempat schrieb:
> Die Eigenerwärmung bei Pt100 Widerstandsthermometern sind ein heikles
> Thema

... insbesondere nach 5 langen Jahren der Ungewissheit ;-)

Eigenerwärmung läßt sich vermeiden, indem der Meßstrom gepulst wird: 100 
µs Messung, 100 ms Pause. Bei 10 Messungen/s bleibt die Eigenerwärmung 
bei 0,1% vom vorherigen Wert.

Autor: Arc Net (arc)
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EGS schrieb:
> Also ich kenne den PT100 nicht als Präzisionsmessefühler, dann eher
> PT1000 Nickel-Platin-Fühler.

Was soll Nickel-Platin sein bzw. welcher Norm soll der entsprechend? Die 
DIN 43760 wurde vor über 20 Jahren zurückgezogen...
Es gibt für die geringsten Anforderungen Dünn- oder Dickschicht PTxyz 
nach der verunreinigten DIN EN/IEC 60751, drahtgewickelte 
Messwiderstände für höhere Ansprüche die ebenso dieser Norm entsprechen 
und drahtgewickelte aus hochreinem Platin für Normal-Thermometer die der 
ITS-90 entsprechen.
Unterschied zw. DIN und ITS u.a.: Die ITS fordert ein WGA >= 1.11807 
d.h. das Widerstandsverhältnis R_Schmelzpunkt_Gallium / 
R_Tripelpunkt_Wasser >= 1.11807. Beim PTxyz nach Norm wäre das WGA nur 
etwa 1.1157

An den TO:
Eigentlich wurden schon alle Möglichkeiten genannt: Messstrom senken 
oder Eigenerwärmung bestimmen.
Bleibt noch die Kombination, die auf der verlinkten 
http://www.temperaturblog.de/2010/01/28/eigenerwarmung/ erwähnt wird:
Zwei Messungen mit unterschiedlichem Messstrom, R_eigen bestimmen und 
verrechnen.

Autor: Sepp_aus_Hintertupfing (Gast)
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finalcu schrieb:
> ich verwende einen PT100 Temperatursensor um die Temperatur von
> Heisskleber (von Pattex) zu messen. Dummerweise betreibe ich den Sensor
> bei ca. 6mA was eine Eigenerwärmung von ca. 6°C in Luft (v=2m/sec)
> verursacht.

finalcu schrieb:
> Wenn der Heisskleber z.B
> 200°C heiss ist, wird die Eigenerwärmung dann dieselbe sein (also 206°C
> bei Luft)?

1. Überlegung : Ein PT 100 hat bei 200°C einen Widerstandswert von 175 
Ohm.
                Bei 6 mA bedeutet das eine Verlustleistung von 6,3 mW !!
                Dazu kann ich mir die 6 °C Eigenerwärmung nicht 
unbedingt
                vorstellen. (was hat der für eine Bauform ? 0201 ?)
                So gesehen müsste sich eigentlich jeder 2. 0603 SMD-
                Widerstand ja von selber auslöten !?

1. Überlegung : Wenn dem so ist (kann ja sein) und den PT100, anstatt
                in der Luft die 6 °C Eigenwärme zu messen, auf eine 
(z.B.)
                Aluplatte montieren würde, wird von den 6 °C
                Temperaturüberhöhung nicht mehr viel übrig bleiben !
                Genau so verhält es sich wenn man den 200 °C
                erhitzen Heisskleber misst.

Ist doch eine Überlegung wert - oder ?

Autor: Michael Bertrandt (laberkopp)
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finalcu schrieb:
> Wenn der Heisskleber z.B 200°C heiss ist, wird die Eigenerwärmung
> dann dieselbe sein (also 206°C bei Luft)?

Nein.

> Dummerweise betreibe ich den Sensor bei ca. 6mA was eine
> Eigenerwärmung von ca. 6°C in Luft (v=2m/sec) verursacht.

Tja, wenn Menschen Fehler machen, müssen sie ihre Fehler eben 
korrigieren, und sich nicht die Welt zurechtlügen.

Allerdings bei 6mA in 100 OHm also 0.0036W schon 6 GradC macht 0.6mW/K 
wäre schon ein sehr kleiner Sensor. Keiner hier ist so schlecht:

http://www.ist-ag.com/eh/ist-ag/resource.nsf/imgre...

Autor: Sepp aus Hintertupfing (Gast)
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Sepp_aus_Hintertupfing schrieb:
> 2. Überlegung : Wenn dem so ist (kann ja sein) und den PT100, anstatt
>                 in der Luft die 6 °C Eigenwärme zu messen, auf eine
>                 (z.B.)Aluplatte montieren würde, wird von den 6 °C
>                 Temperaturüberhöhung nicht mehr viel übrig bleiben !
>                 Genau so verhält es sich wenn man den 200 °C
>                 erhitzen Heisskleber misst.

Ergänzung zu meiner 2. Überlegung:

Angenommen man braucht 10 Watt um den Heisskleber zum schmelzen zu 
bringen,
kann es sein dass 6,3 mW zu einer Temperaturerhöhung von 6 °C führen ?
Wohl eher nicht !

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