Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Genauigkeit von SHT11 Sensoren


von Kazs (Gast)


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Hi!

Zum SHT gibts hier zwar schon einnige Thread, aber mein speziellen 
Problem hab ich hier noch nirgends entdeckt (lässt sich auch schwer 
direkt nach suchen).

Ich hab hier 2 SHT11 Sensoren en einem ATMega32 am Laufen. Beide laufen 
mit meinem Code und liefern ungefähr korrekte Werte. Aber: die beiden 
Sensoren zeigen eine konstante Abweichung von ca. 1,1 °C untereinander 
an! Entfernung der Sensoren < 1 cm. Beide laufen mit der gleichen 
Hardware und dem gleichen Code. Ein vertauschen der Positionen der 
Sensoren macht kein Unterschied. Die über 1 Grad Abweichung bei ca. 20 
Grad Umgebungstemperatur sind doch weiter außerhalb der Specs aus dem 
Datenblatt!

Hat jemand eine Idee, was hier falsch laufen könnte?

von Anja (Gast)


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Kazs schrieb:
> Hat jemand eine Idee, was hier falsch laufen könnte?

Zu häufige Abfrage des einen Sensors? (10 Sekunden mindestabstand)
Wird mit dem Vertauschen der Position auch der Ansteuer-Pin des ATMega 
mit getauscht?
Wie sind die Pegel der Leitungen zwischen den Messungen?
Werden die beiden Sensoren direkt hintereinander abgefragt oder mit 
zeitlich gleichem Abstand?

Gruß Anja

von MaWin (Gast)


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Alle anderen Daten (Aufbau, Abfragehäufigkeit,
Alterung, reale Luftfeuchte etc.) nehm ich mal als
gleich an.

0.5 GradC Abweichung sind laut Datenblatt erlaubt.
Der eine +0.5, der andere -0.5, und es wäre möglich.

Meine Sensirions sind auf 0.1 GradC übereinstimmend,
allerdings verwende ich SHT75, jedoch ist deren
Datenblattangabe auch nicht so viel genauer (+/-0.25
GradC mögliche Abweichung)

von Einhart P. (einhart)


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Wo ist das Problem? Die Abweichung der Temperatur ist bei 20°C laut 
Datenblatt maximal etwas über 0,5°. Du hast da wohl den worst case. 
Einer weicht maximal nach oben ab, der andere nach unten.

von Kazs (Gast)


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Das ist aber ärgerlich -.-

MaWin schrieb:
> Alle anderen Daten (Aufbau, Abfragehäufigkeit,
> Alterung, reale Luftfeuchte etc.) nehm ich mal als
> gleich an.

Ja, das ist korrekt.

Wenn ich die Sensoren an ihren Plätzen lasse, und nur die Stecker am AVR 
vertausche, dann kehren sich die angezeigten Temperaturen genau um. Das 
heißt die von den Sensoren gelieferte Temperatur bleibt exakt gleich. 
Dann habe ich wohl tatsächlich den Worst Case erwischt. Was aber im 
gegenzu heißen müsste, das die Tatsächliche Temperatur ziemlich genau in 
der Mitte liegen müsste oder? ;-)

von MaWin (Gast)


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Ja.

Kannst du ja nachmessen, dann merkst du,
daß die allermeisten kommerziellen Raumthermometer
sogar +/-1 GradC statt +/- 0.5 Abweichung haben,
und manche Ausreisser noch mehr.

Immer nett, im Baumalrt am Thermometerregal zu gucken,
wie warm es wohl ist.
Das ist noch spassiger, als in einem Uhrmacherladen
nach der korrekten Zeit zu gucken.

von Kazs (Gast)


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Ich mir nun mal 2 neue Sensoren bestrellt. Ich hoffe, das die dann 
besser sind.

Kann man das gut mit Eiswasser überprüfen? Ist das genau genug, um 0,x 
Grad Temperaturfehler zu messen?

von Thorsten S. (whitejack)


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Das Wasser ist aber sehr feucht. Vielleicht nicht die Beste Lösung den 
da rein zu tunken,....

von Kazs (Gast)


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Thorsten S. schrieb:
> Das Wasser ist aber sehr feucht. Vielleicht nicht die Beste Lösung den
> da rein zu tunken,....

Streng mal deine Phantasie an ;-) Ich dachte da zum Beispiel an eine 
dünne Plastiktüte um den Sensor...

Die frage ist halt nur, ob der Schmelzpunkt von Wasser wirklich auf 0,x 
Grad genau ist.

von MaWin (Gast)


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> Die frage ist halt nur, ob der Schmelzpunkt von Wasser
> wirklich auf 0,x Grad genau ist.

Je nach dem wie sauber es ist und leicht abhängig vom Luftdruck,
kommt das sehr genau hin.

von Gerd E. (robberknight)


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Schau mal nach Tsic506 Sensoren. Die haben eine Genauigkeit (nicht 
Auflösung) von 0,1°C und sind bezahlbar (glaube so 15 EUR rum). Die 
nehme ich immer als Referenz wenn ich was temperaturmäßig kalibrieren 
will.

von Martin (Gast)


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Kazs schrieb:
> Die frage ist halt nur, ob der Schmelzpunkt von Wasser wirklich auf 0,x
> Grad genau ist.

Sagen wir's mal so: Der 0-Punkt der °C-Skala ist durch den Schmelzpunkt 
von Wassereis definiert.

von Kazs (Gast)


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Martin schrieb:
> Sagen wir's mal so: Der 0-Punkt der °C-Skala ist durch den Schmelzpunkt
> von Wassereis definiert.

...sprach der Theoretiker... ;-)  Wasser ist ja nicht wirklich zu 100% 
Wasser, und der Luftdruck hat auch noch nen Einfluss. Dazu kommt, dass 
man im Gefäß immer ein Temperaturgradienten hat. Da ist die Frage nach 
der Genauigkeit durchaus berechtigt, finde ich. Aber schon aus reiner 
Neugier, werde ich das mal ausprobieren.


Gerd E. schrieb:
> Schau mal nach Tsic506 Sensoren. Die haben eine Genauigkeit (nicht
> Auflösung) von 0,1°C und sind bezahlbar (glaube so 15 EUR rum). Die
> nehme ich immer als Referenz wenn ich was temperaturmäßig kalibrieren
> will.

Hm, den Tsic506 konnte ich bisher nirgends finden.

von Holger T. (holgert)


Angehängte Dateien:

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Einhart Pape schrieb:
> Wo ist das Problem? Die Abweichung der Temperatur ist bei 20°C laut
> Datenblatt maximal etwas über 0,5°. Du hast da wohl den worst case.
> Einer weicht maximal nach oben ab, der andere nach unten.

Nein, das ist nicht der worst case, das ist (fast) normal und 
erklärbar.

MaWin schrieb:
> Meine Sensirions sind auf 0.1 GradC übereinstimmend,
> allerdings verwende ich SHT75, jedoch ist deren
> Datenblattangabe auch nicht so viel genauer (+/-0.25
> GradC mögliche Abweichung)

Auch das erklärt sich aus dem Herstellungs- und Selektierungsprozess, 
wenn man mal etwas genauer über die Angaben im Datenblatt nachdenkt und 
in Betracht zieht, daß es zwei Genauigkeitsklassen gibt. Sicher ist, 
dass nur eine "Sorte" Sensoren produziert wird. Jeder Sensor bekommt 
dann am Ende des Produktionsprozesses -nach dem Ausmessen seiner 
individuellen Genauigkeit- entweder den Aufdruck SHTx1 oder SHTx5.

Seht Euch die aus dem Datenblatt entnommene Skizze an (die Farben 
stammen von mir): Alle Sensoren, die sich also nicht mehr in dem grünen 
Bereich befinden, aber auch noch nicht im roten Bereich, werden den 
Aufdruck SHTx1 bekommen.

Insfern schweigt sich das Datenblatt mit der Angabe: Accuracy SHT71 min: 
- | typ: +/-0.4 | max: -
an betreffender Stelle aus und suggeriert dabei bessere Werte. SHTx1 
werden immer schlechter als +/- 0.3 sein!
Richtig müßte es heißen: Accuracy SHT71 min: +/-0.3 | typ: +/-0.4 | max: 
see fig.3


BTW, welche Auflöungen benutzt ihr beim Messen und wieviel Bits zum 
weiterrechnen? M.E. sind die 14-bit bei Temperaturmessung völliger 
Quatsch, das entspräche einer Temperaturdifferenz von 0.01K - wie wir 
(oben) lesen konnten, schaffen gute Sensoren aber nur Genauigkeiten von 
0.1K

Ich habe mich jetzt dazu entschlossen, bei Temperaturmessung 11-Bit 
(delta=0.08K) und bei RH-Messungen 9-bit (delta=0.3%) zu verwerten. Die 
Glättung(RH) und Umrechung BitWert->Temp|RH mache ich über Tabellen im 
Flash und diese werden dadurch auch nicht so groß.

Eure Meinungen?

Danke und Gruß
-Holger

von Dietrich L. (dietrichl)


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Holger T. schrieb:
> Alle Sensoren, die sich also nicht mehr in dem grünen
> Bereich befinden, aber auch noch nicht im roten Bereich, werden den
> Aufdruck SHTx1 bekommen.

Im Prinzip schon, aber wenn dummerweise ;-)) der Fertigungsprozess im 
Moment sehr gut ist und der Markt viele SHTx1 haben will, kann es 
durchaus sein, dass sie eine höhere Genauigkeit haben...

Gruß Dietrich

von MaWin (Gast)


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> Eure Meinungen?

Theoretisch hast du recht, praktisch muß die Abweichung eines SHT11
ja nicht gerade bei 25 GradC den grünen Bereich verlassen,
sondern es könnte die Feuchte bei 80% sein, oder so.

Ich rechne übrigens mit allen bits und runde nur bei der Anzeige auf
0.1 GradC. Es geht in der Anwendung eh primär um die absolute Feuchte.

von Wolfgang-G (Gast)


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Holger T. schrieb:
>Die Glättung(RH) und Umrechung BitWert->Temp|RH mache ich über Tabellen im
>Flash und diese werden dadurch auch nicht so groß.
>Eure Meinungen?

Damit wird der gemessene Wert aber nicht genauer, sondern nur das 
Rauschen wird kleiner.

Bei voller Ausnutzung der Bitbreite kann man aber Trends besser 
erkennen. Wie genau der Messwert tatsächlich ist, ergibt sich aus der 
Fehlerangabe zum Fühler oder der Kalibrierung.

Kasz schrieb:
>und der Luftdruck hat auch noch nen Einfluss

Du meinst wahrscheinlich den Siedepunkt einer Flüssigkeit.

MfG

von MaWin (Gast)


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> > und der Luftdruck hat auch noch nen Einfluss
> Du meinst wahrscheinlich den Siedepunkt einer Flüssigkeit.

Nein, ich meine was ich sage.
Der Einfluss ist gering, aber vorhanden.

Du solltest dir angewöhnen, wenn ich was schreibe,
erst mal davon auszugehen, daß es stimmt, und wenn
du anderer Meinung bist, dich erst mal selbst zu
informieren, ob du nicht vielleicht mit deiner
Vermutung falsch liegt, bevor du hier peinlich blöd
rumquatscht und sinnlos Fakten in Zweifel ziehst,
die stimmen, und damit andere Leser verwirrst.

Bei einem Druck von 10000 bar ist Wasser
selbst bei 500 Grad Hitze noch gefroren.

von Wolfgang-G (Gast)


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Mal etwas zu den Fakten:

Quelle zum Nachlesen: Brdicka, Grundlagen der physikalischen Chemie, 
Kapitel Thermodynamische Eigenschaften fester Stoffe/Schmelzen und 
Sublimieren

Danach sinkt der Schmelzpunkt von Eis bei Erhöhung des Druckes um 1 bar 
um 0,0075grd.
Tatsächlich schwankt der Luftdruck um bis zu ca. +-5%, was einer 
Änderung von +-0,00037grd entsprechen würde.
Diese Temperaturänderung des Schmelzpunktes des Eises ist nun wirklich 
nicht vergleichbar mit der Abhängigkeit des Siedepunktes von Wasser.

Wir sprechen vom Versuch einer Kalibrierung des SHT11 durch Messung des 
Schmelzpunktes von Eis (H2O).
Dieser Fühler hat eine max. Auflösung von 0,01grd. Schon die Auflösung 
reicht nicht aus, um die Abhängigkeit des Schmelzpunktes im Ansatz 
erfassen zu können. Da fehlen noch einmal 2 Zehnerpotenzen.

Hoffentlich habe ich die verwirrten Leser jetzt entwirren können.

Das ist meine Meinung. Andere Meinungen sind willkommen.
MfG

von Martin (Gast)


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Wolfgang-G schrieb:
> Hoffentlich habe ich die verwirrten Leser jetzt entwirren können.

Danke für die Quantifizierung. Gut zu wissen, dass der Luftdruck für die 
Eiswasserkalibrierung unkritisch ist.

Nächstes Problem könnte die Reinheit des Wasser sein.
Muß es 
doppelt-destilliertes/einfach-destilliertes/entionisiertes/abgekochtes// 
Leitungswasser  sein?

von Gerd E. (robberknight)


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> Nächstes Problem könnte die Reinheit des Wasser sein.

Meinem Bauchgefühl nach macht das was aus. Ich denke nur an die doch 
deutliche Wirkung von Salz auf Eis.

Was die Tsic506 angeht: früher gab es die immer bei Farnell, jetzt nicht 
mehr. Ich habe daher mal beim Vertrieb von IST angefragt wo man die 
jetzt in geringen Stückzahlen herbekommt. Wenn ich von denen höre werde 
ich berichten.

von Frank P. (mauz)


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MaWin schrieb:
> Bei einem Druck von 10000 bar ist Wasser
> selbst bei 500 Grad Hitze noch gefroren.

Wolfgang-G schrieb:
> Danach sinkt der Schmelzpunkt von Eis bei Erhöhung des Druckes um 1 bar
> um 0,0075grd.

Das ist aber genau entgegengesetzt. Wenn die Werte von Wolfgang stimmen 
(ich habe gerade kein "Brdicka" zur Hand) liegt der Schmelzpunkt bei 
10000bar bei -75°C. Laut diesem Bild: 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b8/Phasendiagramm_MitAnomalie.svg 
ist der Zusammenhang nicht ganz linear, aber weist in die selbe 
Richtung. Meiner bescheidenen Meinung nach hat Wolfgang Recht (auch mit 
der Vernachlässigbarkeit), andere Meinungen sind natürlich willkommen 
;-)
frank

von MaWin (Gast)


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Niemand hat behauptet, daß die Welt einfach ist:
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Phase_diagram_of_water.svg

von Whitespace (Gast)


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Es gibt ein paar Dinge, die man bei der Verwendung von Eiswasser 
beachten sollte. Es sollten z.B. keine Eiswürfel darin schwimmen, 
sondern eher eine Art "crushed ice" sein. Im Buch "Traceable 
Temperatures" (J.V. Nicholas, D.R. White, Wiley) ist das beschrieben. 
Die entsprechenden Seiten sind auch bei Google Books einsehbar. (Nach 
traceable temperatures the ice point suchen.)

von Der stille Leser (Gast)


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MaWin schrieb:
> Du solltest dir angewöhnen, wenn ich was schreibe,
> erst mal davon auszugehen, daß es stimmt, und wenn
> du anderer Meinung bist, dich erst mal selbst zu
> informieren, ob du nicht vielleicht mit deiner
> Vermutung falsch liegt, bevor du hier peinlich blöd
> rumquatscht und sinnlos Fakten in Zweifel ziehst,
> die stimmen, und damit andere Leser verwirrst.
>
> Bei einem Druck von 10000 bar ist Wasser
> selbst bei 500 Grad Hitze noch gefroren.

Haha wie geil, erst sich als der Allwissende darstellen und dann so 
einen Bock schießen.

MaWin die Mehrzahl deiner Beiträge zeugt von soziale inkompetenz.
Leider, da die Beiträge auf der fachlichen Ebene meistens sachdienlich 
sind. Auch wenn nicht in diesem Fall, aber das hat ja auch nichts mit 
"Strom" zu tun.

Viele Grüße,

PS.: Früher war ich hier auch aktiv, aber seitdem Leute wie MaWin andere 
meinen fertig machen zu müssen, bin ich raus...

von MaWin (Gast)


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> Viele Grüße,

Hach, ein Lackaffe der lieber seinen Namen verschweigt,
ja da lässt sich's ja schön rumnölen.

Früher war das Forum sicher besser für dich, da konntest
du beliebigen bullshit schreiben und alle haben dir auf die
Schulter geklopft, die fandest du dann alle sozial kompetent.

Dann kam blöderweise jemand, der dich korrigieren musste,
und -wer weiß- vielleicht hast du dann noch aus verletztem
Stolz auf deiner Aussage bestanden, tja, das kann dann schon
hart sein.

Dann ist es besser, erst mal als Der stille Leser deinen
Wissensstand zu verbessern und sich erst mal rauszuhalten.

Das hättest du auch jetzt tun sollen, denn der Gefrierpunkt
ist druckabhängig, und -auch wenn er erst fällt- steigt er
dann wieder. Meine Fakten waren also wieder mal richtig,
und ich hab sie der Vollständigkeit halber genannt, obwohl
mir schon klar war daß sie für den Leser unrelevant sind.
Aber dann musste ja wieder jemand kommen, der meinte, es
besser zu wissen, gleich 2 mal...

von (prx) A. K. (prx)


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Wenn ich http://www.lsbu.ac.uk/water/phase.html richtig interpretiere, 
dann ist Wasser bei 1GPa/800K weder fest noch flüssig noch gasförmig, 
sondern überkritisch.

von MaWin (Gast)


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> weder fest noch flüssig noch gasförmig, sondern überkritisch.

Ja, das Wikipedia-Diagramm hörte am überkritischen Punkt auf.

Wasser hat eine Menge spassiger Eigenschaften.

Na ja, den Druck noch steigern, und es wird wieder fest.

von Jens G. (jensig)


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@Der stille Leser (Gast)

> ...
> Viele Grüße,

> PS.: Früher war ich hier auch aktiv, aber seitdem Leute wie MaWin andere
> meinen fertig machen zu müssen, bin ich raus...

Und warum bist du noch hier ... ?

von (prx) A. K. (prx)


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Jens G. schrieb:

> Und warum bist du noch hier ... ?

Weil er offenbar einen seltenen Triumph darin verspürte, MaWin in einem 
technischen Aspekt widerlegen zu können. Gönn es ihm und dann hat dieses 
Randthema vielleicht Ruhe. Ich bezweifle nämlich, dass die SHT11 diesen 
Zustand überleben würden.

von Wolfgang-G (Gast)


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>Wenn die Werte von Wolfgang stimmen (ich habe gerade kein "Brdicka" zur Hand) 
>liegt der Schmelzpunkt bei 10000bar bei -75°C.

Wenn die Werte nicht stimmen, dann habe ich falsch abgeschrieben. Damit 
ich nicht so dastehe, wie der ehemalige Minister von Gutenberg oder, 
oder ...(davon gibt  es offensichtlich einen ganzen Schwung von Leuten), 
habe ich die Quelle angegeben.
MfG

von Wolfgang-G (Gast)


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Berichtigung:
Ich habe gerade die Zeitung gelesen
es ist nicht der Minister von Gutenberg, sondern der Minister zu 
Guttenberg
MfG

von Bernd B. (Firma: BB) (berndb)


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war Minister....

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