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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Raumtemperaturmessung mit Thermoelement


Autor: Sascha (Gast)
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Hallo,

kann man mit einem Thermoelement zuverlässig die Raum-Temperatur messen?

Der Hintergrund:
Ich baue mit einer S7-200-SPS eine Heizungssteuerung und habe bereits 
eine Analog-Eingabebaugruppe EM 231 TC (enthält bereits Verstärker für 
Thermoelemente).

Da bei der Raumtemperaturmessung Anschlussstelle und Messstelle der 
gleichen Temperatur ausgesetzt sind, bin ich mir unsicher, ob das so 
geht.

Ich würde ungerne auf Widerstandsthermometer ausweichen, da
- ich kann die vorhandene Baugruppe nicht benutzen
- ich brauche zwei anstatt einer Baugruppe, da an das EM 231 RTD nur 
zwei Sensoren angeschlossen werden können (an das EM 231 TC können vier 
Thermoelemente angeschlossen werden)

Welcher Thermoelement-Typ wäre am besten geeignet?

Autor: Erhard (Gast)
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Hallo,

nimm ein Typ-'K' Element und als Kabel eine Ausgleichsleitung ebenfalls 
Typ 'K' von dem Thermoelement bis hin zur Analogkarte.
So verhinderst du Messwertverfälschungen.
Wenn der Kabelweg besonders lang oder störverseucht ist, nimmt man eine 
Ausgleichsleitung mit äußerem Schirm, der an PE gelegt wird.

Autor: Sonic (Gast)
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Hi,
der Thermoelement-Typ hängt davon ab was deine Baugruppe messen kann. 
Normalerweise NiCrNi Typ N oder K.
Dann kommt's auf das Messverfhren an, die Baugruppe braucht ja 'ne 
Vergleichsstelle, vermutlich mit Konstantspannung gemacht, die mV 
entsprechend 50°C oder so werden gegen dein Elment geschaltet.
Normalerweise sollte die Messung sehr gut funktionieren.

Autor: Andreas Haimberger (Gast)
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Wenn du einen Blick in die Beschreibung dieser Module geworfen hättest, 
könntest du dir die Antwort selbst geben. Zitat:

"Das EM 231 Thermoelement-Modul beispielsweise verfügt über eine 
Kompensationsschaltung für die kalte Verbindungsstelle, die die 
Temperatur an den Anschlüssen des Moduls misst und die erforderlichen 
Änderungen an der Messung vornimmt, um die Temperaturunterschiede 
zwischen der Bezugstemperatur und der Temperatur am Modul 
auszugleichen."

> Welcher Thermoelement-Typ wäre am besten geeignet?

Üblicherweise verwendet man für niedrige Temperaturen die Typen K 
(NiCr-Ni) oder Typ J (Fe-CuNi). Am verbreitetsten und am leichtesten 
erhältlich ist der Typ K. Dabei aber darauf achten, dass die 
Thermoelemente nur mit passenden Ausgleichsleitungen angeschlossen 
werden.

MFG, Andy

Autor: Sascha (Gast)
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Die SPS wird dann im Keller sein.

In drei Räumen kommt dann jedes mal ein Thermoelement.
Da die Anschlussleitungen der Thermoelemente zu kurz sind, müssen diese 
(1x 5m, 2x 10m) verlängert werden.

So wie ich es verstanden habe, brauche ich dafür spezielle Kabel und 
Stecker, bei denen die Adern/ Kontakte mit der gleiche Legierung wie 
beim Thermelement versehen sind.
Wo bekommt man diese speziellen Kabel?

Was wäre, wenn ich das so anschliessen würde:
Thermoelement mit 1m Anschlussleitung -> normaler Stecker + Buchse -> 2 
pol. abgeschirmtes Kabel aus Kupfer -> Analogeingabemodul
Wäre das sehr viel schlechter?

Autor: Sonic (Gast)
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Das Thermoelement misst immer nur die Differenz zwischen der Spitze 
(verbundener Punkt) und der Klemmstelle. In deinem Fall wäre das der 
übergang auf die Kupferleitung, das heißt, Vergleichsstelle ist der 
Stecker => Raumtemperatur. Funktioniert nicht!
Die Ausgleichsleitung (Eigentlich ein Thermoelement als Kabel) gibt's 
bei RS oder so. Einfach mal googeln.
Deine SPS misst die Temperatur an den Eingangsklemmen und nimmt das als 
Vergleichsstelle, also musst du mit Ausgleichsleitung bis an diese 
Klemmen fahren. Du kannst auch die Ausgleichsleitung als Element 
benutzen, einfach das Kabel an die Messtelle legen und die Enden mit 
einer Aderendhülse zusammencimpen.

Autor: Sven (Gast)
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Warum eigentlich, hab ich nie verstanden?

Wenn ich für beide Drähte (hin und rück) ein Kabel (z.B. Cu) nehme und 
die Anschlüsse auf Sensorseite auf gleicher Temperatur (Tsens) und auf 
Modulseite auf gleicher Temperatur (Tmod) halte, dann habe ich zwar bei 
Tsens <> Tmod eine Differenz zwischen den Anschlussstellen über das 
Cu-Kabel, aber die dürfte sich doch aufheben, da sie ja auf beide 
Cu-Drähte (hin und rück) gleichermaßen wirkt. Warum also extra die 
Ausgleichsleitung?

Sven

Autor: Sonic (Gast)
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Habe ich oben beschrieben, die Thermospannung ist die DIFFERENZ zwischen 
dem Messfühler (der Punkt an dem das Thermopaar zusammengeschweißt/ 
gecrimpt wurde) und dem anderen Ende des Thermoelementes, in diesem Fall 
die offenen Drähte. Die Differenz zwischen diesen 2 Punkten ergibt die 
Thermospannung.
Also:
1. Temp. am Fühler: 30°C
2. Temp. an der Klemmstelle: 25°C
macht eine Thermospannung für +5°C

Bei langen Leitungen in der Industrie hat man früher 
Vergleichsmesstellen vor Ort gehabt, das sind massive Messingblöcke die 
auf konstant 50°C geregelt wurden. Dort wurde die Ausgleichsleitung 
angeschlossen und mit Kupfer zum Messumformer gefahren, der die 50°C als 
Vergleichsmesstelle kompensiert.

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