Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Relais zur Verwendung mit Thermocouple


von Fabian B. (fanick)


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Hallo,
ich denke nicht, dass ich hier etwas in die gleiche Richtung gefunden 
habe, da mein Problem wahrscheinlich üblicherweise nicht auftritt:

Ich möchte ein Thermocouple (Type K), bzw zwei, über ein Relais 
vollständig elektrisch trennen. Ich messe an einer Apparatur einen 
kleinen Strom (Femtoampere) und das ist natürlich nur möglich, wenn die 
Thermocouple nicht eingesteckt sind. Ich frage mich, ob es eine 
Möglichkeit gibt, das ätzende an- und abstecken zu automatisieren. 
Aktuell wird außerhalb der Messungen hintereinander mit dem gleichen 
Kabel und einem LakeShore Controller beide Thermocouple-Temperaturen 
gemessen.

Weiß jemand, ob ein Relais existiert, das für eine solche Anwendung 
vorgesehen ist? Wenn ich das richtig verstehe, müsste ja im Prinzip der 
Kontakt aus dem gleichen Type K Kontakt durchgängig durchgehen. Dazu 
sollte das noch ausreichend isoliert sein (>Gigaohm) und keine zu große 
Kapazität besitzen.


Viele Grüße und vielen Dank!
Fabian

von Noch einer (Gast)


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Ein Hobbybastler baut da das Thermocouple zusammen mit MAX31855 Chip und 
Batterie fest ein. Legt einen Optokoppler zwischen den Chip und der 
restlichen Elektronik.

von Fabian B. (fanick)


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Hmm, darüber habe ich noch gar nicht nachgedacht.
Gefühlt würde ich aber leider erstmal davon ausgehen, dass die Kapazität 
damit gigantisch groß wird, im Vergleich zur aktuell kleinen Kapazität. 
Genau weiß man das natürlich erst nach dem Testen :-(
Als (eigentlich verschmerzbaren) Nebeneffekt könnte ich dann den 
LakeShore nicht mehr nutzen.

Edit: ich muss natürlich noch dazu sagen: Temperaturbereich ist sowas 
wie 100 bis 900 K, also durchaus ordentlich groß. Ich weiß nicht, wie 
gut man auf dem Bereich eine Bastellösung realisieren kann. 
Grundsätzlich bin ich dem Basteln nicht abgeneigt ;-)

: Bearbeitet durch User
von Noch einer (Gast)


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Die Wärmekapazität des Moduls? Hatte nur an die elektrische Kapazität 
der Kontakte gedacht. :-(

von Fabian B. (fanick)


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Nein ich meine die elektrische Kapazität Wärmemäßig ist das nicht so 
wild, da ist ein riesiger Kupferblock zur Stabilisierung vorhanden, 
getrennt durch eine Saphirplatte.
Wenn ich das ganze als ein Modul mit Batterie von der Erde trenne, 
erhöhe ich nicht damit die Kapazität ungemein? Aktuell besteht die 
Kapazität aus einem kleinen Halter + 2 Thermocouple (~2m) + eine dünne 
Messleitung (~2m).

Vielen Dank für den Denkansatz! :-)

von Georg (Gast)


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Fabian B. schrieb:
> Wenn ich das richtig verstehe, müsste ja im Prinzip der
> Kontakt aus dem gleichen Type K Kontakt durchgängig durchgehen.

Nicht unbedingt - das Relais bringt zwar zusätzliche Übergänge, die 
thermoelektrisch aktiv sind, aber wenn die alle die gleiche Temperatur 
haben und am Ende alles wieder in die Metalle des K-Elements übergeht, 
gleichen sich die Thermospannungen gegenseitig aus.

Relais mit Kontakten aus Thermoelement-Material gibt es meines Wissens 
nicht, aber ich glaube mich zu erinnern, dass es Relais für deinen Zweck 
gibt, bei denen wahrscheinlich die Thermospannungen so gering wie 
möglich sind.

Falls du nichts findest, ich würde quecksilberbenetzte Reedrelais 
nehmen.

Georg

von Helmut L. (helmi1)


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Die meisten nehmen dafuer Relais von Coto.

http://www.cotorelay.com/3600.php

von Dieter W. (dds5)


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Recht gut geeignet sind auch die S2 und S4 Relais von Panasonic. 
Bevorzugt bistabil, weil dann die Spule als Wärmequelle entfällt.

von Ulrich H. (lurchi)


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Relais speziell für Thermocouple sind sehr selten, wenn es die überhaupt 
gibt. Eher hat man noch andere Metalle wie Gold an den Kontakten.

Man könnte aber ggf. die Referenztemperatur vor das Relais legen, also 
die Temperatur der Übergänge vom Typ K auf Kupfer messen. Ich weiss 
jetzt aber nicht ob das Thermometer eine externe Kaltstelle unterstützt. 
Die Spannung könnt man sonst aber auch über eine anderes Multimeter 
messen.

Solange die Temperatur an allen Lötstellen gleich ist, könnte man auch 
ein "normales" Relais einfach beim Thermoelement zwischenschalten - es 
gibt halt ggf. kleine Fehler entsprechend der Temperaturdifferenzen. 
Guter thermischer Kontakt bei guter Isolierung ist möglich, aber nicht 
ganz einfach.

So groß muss die Kapazität von einer isolierten Messschaltung nach außen 
nicht sein. Den Optokoppler muss man ggf. selbst aufbauen aus IR Diode, 
Lichtleiter und Empfänger - schnell muss der ja nicht sein.

von Fabian B. (fanick)


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Vielen Dank für eure Hilfe! Das hat mir sehr weitergeholfen.

Ich kaufe mir wahrscheinlich erstmal die Coto Relais, da die 
Spezifikationen sehr vernünftig aussehen und hoffe das hat dann keine 
Einflüsse auf die Messung.
Ich werde dann eine Temperaturkurve mit der bisherigen Methode aufnehmen 
und zusätzlich mit den Relais und das erstmal softwaremäßig kalibrieren.

Viele Grüße und frohe Weihnachten,
Fabian

von Ulrich H. (lurchi)


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Der Fehler, den das Relais ggf. reinbringt wird eher zufälliger Art 
sein, also nichts was man so ohne weiteres raus rechnen kann. Das sind 
zum einen Lackströme für die Strommessung, ggf. auch Oberflächenladungen 
und Dielektrische Verschiebungen. Für die Temperaturmessung sind es halt 
Temperaturgradienten an den Anschlüssen und ggf. den Kontakten.

von Harald W. (wilhelms)


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Ulrich H. schrieb:

> Lackströme

Jetzt weiss ich endlich, wozu man Kupferlackdrähte braucht. :-)

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