Hallo zusammen,
hab da ein sehr wichtiges Anliegen und hoffe, dass ihr mir helfen könnt.
Ich bin Student an einer dualen Hochschule und habe nun mein
Praxisprojekt.
Es geht darum, dass ich die Zylindertemperatur, welche mit Hilfe eines
Thermoelements als Spannung ausgegeben wird, an das Motorsteuergerät als
umgerechneten Temperaturwert per CAN schicke.
Es ist so:
Das Thermoelement liefert eine Ausgangsspannung von beispielsweise 45mV.
Diese Ausgangsspannung kommt nun auf einen Stecker mit Kabelbaum und
dahinter wieder ein Stecker. An diesem zweiten Stecker kommt nun mein
Modul ran. Das Problem ist nun jedoch, dass der Kabelbaum ein Rauschen
von beispielsweise 4mV enthält. Dies führt jedoch zu einem
Temperaturunterschied von 50-100°C was nicht akzeptabel ist. Wie kann
ich nun das Rauschen maximal eliminieren um nicht so einen großen
Temperaturfehler zu erhalten?
Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Vielen Dank im Voraus und einen schönen Tag noch.
Gruß kally
An und vor dem Kabelbaum kann ich nichts machen, erst nach dem ersten
Stecker, wo dann mein Modul hinkommt.
Der Kabelbaum wird wahrscheinlich am Motor entlang laufen und bekommt
somit auch durch die Vibrationen ein Rauschen.
Kally K. schrieb:> An und vor dem Kabelbaum kann ich nichts machen, erst nach dem ersten> Stecker, wo dann mein Modul hinkommt.
Zweite Maßnahme: Tiefpass-Filtern.
Kally K. schrieb:> Wie kann> ich nun das Rauschen maximal eliminieren um nicht so einen großen> Temperaturfehler zu erhalten?
Per Statistik. Rauschen ist ein Zufallsprodukt und sollte sich bei der
Mittelwertbildung über viele Messwerte herausmitteln. Zudem sind
temperaturschwankungen langsame Vorgänge, so dass man auch über lange
Zeiträume mitteln kann.
Kally K. schrieb:> Der Kabelbaum wird wahrscheinlich am Motor entlang laufen und bekommt> somit auch durch die Vibrationen ein Rauschen.
Induktion im Erdmagnetfeld? Triboelektrische Effekte? Das halte ich für
nicht signifikant.
Da kann nichts besser helfen als die Richtlinie fürs Arbeiten mit
Thermospannungen zu befolgen, z.B.:
Keine Bündelung ohne Abschirmung,
nicht irgendwelche Stecker nehmen, sondern
Stecker ohne Thermospannung.
Gegen Rauschen hilft gelegentlich ein Tiefpass, aber eine erste Diagnose
mit dem Oszi sollte mehr Erkenntnisse liefern.
Einge Gegenprobe ob es überhaupt DAS Kabel ist oder das Rauschen von
Deiner Eingansstufe kommt, wäre auch eine Idee. Mal Sensor mit
verdrillten Klingeldraht im Labor ohne Motor messen?
GB schrieb:> Kally K. schrieb:>> Wie kann>> ich nun das Rauschen maximal eliminieren um nicht so einen großen>> Temperaturfehler zu erhalten?>> Per Statistik. Rauschen ist ein Zufallsprodukt und sollte sich bei der> Mittelwertbildung über viele Messwerte herausmitteln. Zudem sind> temperaturschwankungen langsame Vorgänge, so dass man auch über lange> Zeiträume mitteln kann.
Bei 3000 U/min sind das 50 U/s. Da es ein Viertakter ist, wird alle 25s
gezündet. Die Temperatur wird hierbei sehr wohl schnell gemessen, da die
Aufgabe des Moduls zur Zylindertemperaturüberwachung dient, um
Zündaussetzer in Form von schnellem Temperaturabfall zu identifizieren.
Dies muss schnell geschehen, da bereits nach 3-4 Zündaussetzern das zur
Explosion optimal fertig gemischte Gas (Gasmotor) abgeführt wird und
sich somit ausßerhalb der Zylinder entzünden kann. Um das zu verhindern
muss der Motor hier augenblicklich abgeschaltet werden.
Außerdem denke ich schon, dass die ständigen Vibrationen, etc des Motors
sich negativ auf das Ausgangssignal des Thermoelements auswirken. Diese
sind bestimmt nicht weltbewegend im eigentlichen Sinne, aber bei einem
Thermoelement des Typs K sind 3-4mv wie gesagt schon 50-100°C.
Ich hoffe, dass nun das Anwendungsgebiet ein wenig klarer ist.
Gruß kally
Vielen Dank erstmal für eure Antworten!
Ich werde Rücksprache halten und schauen ob ich diese Verlängerungskabel
und Stecker des gleichen Typs verwenden kann, um Thermospannungen zu
verhindern.
Das Rauschen kommt natürlich immer noch hinzu, die Abschirmung hilft da
natürlich sehr, Kontaktstecker sind natürlich auch noch als Fehlerquelle
vorhanden.
Ein Tiefpass ist denk ich sehr sinvoll. Wie müsste dieser dimensioniert
werden um in meinem Fall das Rauschen aber nicht das Signal selbst zu
unterdrücken?
Ich habe z.B 3000 U/min was einer Frequenz von 50Hz entspricht.
Umgerechnet auf die Zündungen sind dies wiederum 25 pro Sekunde
(4-Takter).
Einer ne Ahnung?
Thermoelemente sind die am schlechtesten verwendbaren Sensoren.
Für die gesamte Strecke zum Meßverstärker und Nullkompensator muß man
die zum Thermoelement gehörenden Thermoklemmen, Thermostecker und
Ausgleichsleitung verwenden. Es gibt extra abgeschirmte
Ausgleichsleitung.
Ansonsten kannst Du auch den feuchten Finger zum Messen nehmen, ist
nicht ungenauer.
Peter
Kally K. schrieb:>> Ein Tiefpass ist denk ich sehr sinvoll. Wie müsste dieser dimensioniert> werden um in meinem Fall das Rauschen aber nicht das Signal selbst zu> unterdrücken?>> Ich habe z.B 3000 U/min was einer Frequenz von 50Hz entspricht.> Umgerechnet auf die Zündungen sind dies wiederum 25 pro Sekunde> (4-Takter).
Wenn du wirklich so rasche Temperaturänderungen messen willst, hast du
mit dem vorhandenen System sehr schlechte Karten. Die Störungsursache
(Einkoppeln in den Kabelbaum) willst/darfst du nicht beseitigen. Die
Störungen liegen im gleichen Frequenzbereich wie das Signal und lassen
sich daher nicht wegfiltern.
Wenn das ganze eher akademisch ist und du nur eine nette Kurve für ein
Paper brauchst, könntest du versuchen, die Störungen zu kompensieren
oder weg zu kalibrieren, wozu du die Ausgangsspannung eines möglichst
gleichartig gelegten, kurzgeschlossenen Kabels verwendest...
Peter Dannegger schrieb:> Thermoelemente sind die am schlechtesten verwendbaren Sensoren.>> Für die gesamte Strecke zum Meßverstärker und Nullkompensator muß man> die zum Thermoelement gehörenden Thermoklemmen, Thermostecker und> Ausgleichsleitung verwenden. Es gibt extra abgeschirmte> Ausgleichsleitung.>> Ansonsten kannst Du auch den feuchten Finger zum Messen nehmen, ist> nicht ungenauer.>>> Peter
Den feuchten Finger würde ich bei Temperaturen bis 750°C nicht nehmen.
Die Thermoelemente sind Pflicht der Applikation und da ist nichts dran
zu rütteln, da kann ich selbst nichts machen.
Also ich denke bei 25Hz könnte ich bereits mit einem Tiefpass von 200Hz
arbeiten und dann das Signal mit mindestens 400Hz mit dem ADC abtasten.
Stimmt meine Überlegung bis hier hin?
Kally
Kally K. schrieb:>>> ich nun das Rauschen maximal eliminieren um nicht so einen großen>>> Temperaturfehler zu erhalten?
Kabel rauschen normalerweise nicht. Was Du meinst sind wohl
Einstruungen.
> Bei 3000 U/min sind das 50 U/s. Da es ein Viertakter ist, wird alle 25s> gezündet. Die Temperatur wird hierbei sehr wohl schnell gemessen, da die> Aufgabe des Moduls zur Zylindertemperaturüberwachung dient, um> Zündaussetzer in Form von schnellem Temperaturabfall zu identifizieren.> Dies muss schnell geschehen,
Du hast also das Thermoelemenz direkt im Zylinder durch eine
gasdichte Bohrung eingebaut?
Gruss
Harald
John Drake schrieb:>> Wenn du wirklich so rasche Temperaturänderungen messen willst, hast du> mit dem vorhandenen System sehr schlechte Karten. Die Störungsursache> (Einkoppeln in den Kabelbaum) willst/darfst du nicht beseitigen. Die> Störungen liegen im gleichen Frequenzbereich wie das Signal und lassen> sich daher nicht wegfiltern.>> Wenn das ganze eher akademisch ist und du nur eine nette Kurve für ein> Paper brauchst, könntest du versuchen, die Störungen zu kompensieren> oder weg zu kalibrieren, wozu du die Ausgangsspannung eines möglichst> gleichartig gelegten, kurzgeschlossenen Kabels verwendest...
Leider ist das ganze nicht nur Theorie. Meine Aufgabe ist dieses Modul
zu entwickeln, um eben eine Zerstörung des Motors zu verhindern. Wenn es
funktioniert (was es letztendlich auch soll), kommt es in Serie.
Daher ist es wichtig irgendwie mit den gegeben Umständen so ein Modul zu
entwickeln.
Kally K. schrieb:>> Also ich denke bei 25Hz könnte ich bereits mit einem Tiefpass von 200Hz> arbeiten und dann das Signal mit mindestens 400Hz mit dem ADC abtasten.> Stimmt meine Überlegung bis hier hin?
Wenn die Störung auch bei 25Hz (Zündung) oder z.B. bei 50Hz (Netz)
liegt, hilft dein Filter wieviel? Nix.
Harald Wilhelms schrieb:>> Du hast also das Thermoelemenz direkt im Zylinder durch eine> gasdichte Bohrung eingebaut?> Gruss> Harald
Ja, ist direkt seitlich im Zylinderkopf verbaut.
Kally K. schrieb:>> Leider ist das ganze nicht nur Theorie. Meine Aufgabe ist dieses Modul> zu entwickeln, um eben eine Zerstörung des Motors zu verhindern. Wenn es> funktioniert (was es letztendlich auch soll), kommt es in Serie.> Daher ist es wichtig irgendwie mit den gegeben Umständen so ein Modul zu> entwickeln.
Dann muss der Kabelbaum geändert werden. Keine Ahnung, wo und als was
du arbeitest, aber jetzt sind wohl eher social skills
(Überzeugungskraft) zum Einsatz zu bringen...
John Drake schrieb:>> Dann muss der Kabelbaum geändert werden. Keine Ahnung, wo und als was> du arbeitest, aber jetzt sind wohl eher social skills> (Überzeugungskraft) zum Einsatz zu bringen...
Noch bin ich Student an der Dualen Hochschule im Fach Elektrotechnik -
Fahrzeugelektronik und mechatronische Systeme. Das was ich gerade mache
ist mein Praxisprojekt.
Inwiefern soll denn der Kabelbaum geändert werden um meine Probleme zu
eliminieren?
Muss es ein Thermoelement sein um Zuendausetzer an einem Motor
festzustellen ? Ich frage, weil die gaenge Methode an normalen
Automotoren eine ganz andere ist.
Um beispielsweise Fehlzuendungen an einem bestimmten Zylinder und einen
OBDII-Fehlerkode zu setzen, werden u.a die Impulse am Kurbelwellengeber
ausgewertet.
Oft ist der Geber ein Hallsensor und bekommt von einem magnetisierten
Zahnrad seine Impulse. Wenn an einem Zylinder der Arbeitstakt wegen
einer Fehlzuendung ausfaellt, dauert es laenger bis der Impuls vom
naechsten Zahn kommt und wird als Fehlzuendung von Zylinder X
diagnostiziert.
Jumo schreibt dazu:
- bei einpolig abgeklemmtem Element wird noch ein Wert angezeigt
a. elektromagnetische Störungen werden auf die Eingangsleitung
eingekoppelt
b. wegen fehlender galvanischer Trennung und mangelhafter
Isolation werden parasitäre Spannungen eingeschleift
- auch bei zweipolig abgeklemmtem Element wird ein hoher Wert angezeigt
a. elektromagnetische Störungen werden auf die Eingangsleitung
eingekoppelt
b. parasitäre Spannungen durch feuchte Isolation in der
Ausgleichsleitung
- Anzeige um einen festen Betrag zu hoch oder zu niedrig
falsche Vergleichsstellentemperatur
- Anzeige deutlich zu hoch
a. Polarität der Ausgleichsleitung (im Anschlußkopf) vertauscht
(Durch d. Vertauschen werden 2 weitere Elemente gebildet)
b. falsche Ausgleichsleitung
Und linearisiert werden muß die Spannung, wenn es das Anzeigegerät nicht
schon selbst macht.
Hilfreiche Lektüre:
"Elektrische Temperaturmessung mit Thermoelementen u. Widerst.thermom."
Juchheim GmbH, Fulda
Auch ein Student darf Ideen haben
UND mehrere Varianten vergleichen und MESSEN. Wenn Du messtechnisch
nachweisen kannst, daß Deine Kabelvariante xyz besser ist als die
bisherige, dann sind auch Deine Kollegen besser zu überzeugen.
Kally K. schrieb:> Harald Wilhelms schrieb:>>>> Du hast also das Thermoelemenz direkt im Zylinder durch eine>> gasdichte Bohrung eingebaut?>> Gruss>> Harald>> Ja, ist direkt seitlich im Zylinderkopf verbaut.
Hmm, und Du kannst wirklich die einzelnen Zündungen beim
Drehen des Motors erkennen? Wie gross ist denn die Zeit-
konstante Deines Thermoelements? (Müsste im Datenblatt stehen.)
Wo hast Du denn den Kaltpunkt Deines Thermoelements hingelegt?
Zu den Anschlusskabeln: Du brauchst Drähte aus dem gleichen
Material wie Dein Thermoelement. Bei Eisen-Konstantan-Elementen
also einen Draht aus Eisen und einen Draht aus Konstantan und
zwar bis zum Kaltpunkt. Dort brauchst Du eine weitere Temp-
Mess-Stelle mit einem absolutem Temp.-Fühler. Dessen Temperatur
musst Du dann mit einrechnen. Bei einer so stark störverseuchten
Umgebung wie ein KFZ-Motorraum sollte das Kabel zwischen Themo-
element und Kaltpunkt auf jeden Fall abgeschirmt sein. Direkt
hinter dem Kaltpunkt muss dann der erste Vorverstärker sitzen.
Übrigens, kannst Du die Motortemperatur nicht durch ein Glas-
fenster im Motor mit einem Pyrometer messen? Solche Motoren
mit Fenster habe ich schon auf der Industriemesse bei VW
gesehen.
Gruss
Harald
Kally K. schrieb:> Leider ist das ganze nicht nur Theorie. Meine Aufgabe ist dieses Modul> zu entwickeln, um eben eine Zerstörung des Motors zu verhindern. Wenn es> funktioniert (was es letztendlich auch soll), kommt es in Serie.> Daher ist es wichtig irgendwie mit den gegeben Umständen so ein Modul zu> entwickeln.
Dann rede doch mit deinem Betreuer, anstatt hier im Forum fragen zu
stellen. Die Leute sollten sich in ihrem Gebiet doch so gut auskennen,
dass sie dir dabei weiterhelfen können.
Wenn am Ende bei deiner Aufgaben rauskommt: "Geht so nicht" dann ist das
im Prinzip auch völlig in Ordnung.
Harald Wilhelms schrieb:> Wie gross ist denn die Zeit-> konstante Deines Thermoelements? (Müsste im Datenblatt stehen.)
Das wird nicht all zu viel aussagen, denn die Zeitkonstante des
Zylinderkopfes kommt noch dazu.
Hallo Kally K,
Für solche Fälle nimmt man häufig Instrumentenverstärker.
Damit misst man die Differenz der Spannung am Ende der 2 Leitungen.
Die Störspannung hebt sich somit auf.(im idealfall)
Solche Teile können aber ganz schön teuer sein!
Uhu Uhuhu schrieb:> Harald Wilhelms schrieb:>> Wie gross ist denn die Zeit->> konstante Deines Thermoelements? (Müsste im Datenblatt stehen.)>> Das wird nicht all zu viel aussagen, denn die Zeitkonstante des> Zylinderkopfes kommt noch dazu.
Ich dachte, der Fühler hängt im Zylinder !?
Gruss
Harald
>Kabel rauschen normalerweise nicht. Was Du meinst sind wohl Einstruungen.
Kabel koennen in der Tat rauschen. Grund dafuer ist Ladung gegenueber
einem anderen Leiter, ein Dielektrikum dazwischen. Wenn das Dielektrikum
verformt wird, wird Rauschen generiert. Das trifft auch fuer
Koaxialkabel zu.
Da es vermutlich kein Rauschen ist, sondern eine Einstreuung kannst Du
ja neben dem Kabel ein paar andere Kabel verlegen, die Du am Motorende
kurzschließt. Diese Kabel werden dann die einzelnen Komponenten der
Störungen in anderen Verhältnissen haben. Wenn Du die dann im richtigen
Verhältnis abziehst kannst Du die Störungen damit kompensieren.
Just my 2 ct's:
> da die Aufgabe des Moduls zur Zylindertemperaturüberwachung dient, um>Zündaussetzer in Form von schnellem Temperaturabfall zu identifizieren.
Porsche hatte mal so etwas, allerdings im Abgaskrümmer bei V8 Motoren,
die hatten die Spannungsdifferenz gemessen. Schien wohl nicht das Gelbe
vom Ei gewesen zu sein -> hatten die nicht lange.
>Thermoelemente sind die am schlechtesten verwendbaren Sensoren.
Das ist wohl wahr, heutzutage benutzt IMHO kein Hersteller diese Mechnik
um ausgerechnet Zündaussetzer zu diagnostisieren.
Ich denke auch, der Ansatz mit den Thermoelementen ist suboptimal, auch
im Hinblick auf die Langzeitstabilität.
Wie bereits weiter vorn beschrieben, benutzt die Mehrzahl der Hersteller
die Aussetzererkennung per Drehzahlgeber, was im Fahrzeug jedoch einige
Nachteile aufweist und recht aufwendig kompensiert werden sollte
(Motorlager).
Eine reine Zündstromüberwachung (BMW) ist auch nicht so ohne, denn ob
Zündstrom fliesst, erfasst man, aber nicht wo (ob also tatsächlich
gezündet wurde -> BMW hatte da ja ein paar Problemchen mit den
Zündspulen ...).
Ich gehe von einem umgerüsteten Benzin-Motor irgendeiner Bauart aus. Da
brauchst Du eigendlich keinen weiteren Sensor; ist ja alles vorhanden ->
die Zündkerzen! Ich meine eine Ionenstrommessung und Auswertung; die
findet ja auch im Zyliner statt, man hat also nicht nur als Ergebnis
(indirekt) die Verbrennungstemperatur, sondern auch den Druckverlauf
davor und danach und könnte somit auch die beliebten Ventilschäden durch
Mikroverschweissung rechtzeitig genug erkennen. Man kann auch die
Gemischzusammensetzung feststellen...Machte u.a. Opel mal so. Eigendlich
bräuchte man keine weiteren Sensoren am Motor. Geht alles per
Ionenstrom.
>...da bereits nach 3-4 Zündaussetzern das zur Explosion optimal fertig gemischte > Gas (Gasmotor) abgeführt wird...
Eigendlich doch jedesmal, wenn nicht gezündet wird?
Und entzünden wird es sich doch auch im Krümmer oder Hosenrohr, die
anderen Zylinder sind ja auch noch da.
>Dies führt jedoch zu einem Temperaturunterschied von 50-100°C was nicht >akzeptabel ist.
Bei einer Verbrennungsspitzentemperatur von bis zu 2500°C oder mehr, je
nachdem sind 50-100°C Toleranz nicht akzeptabel?
>Um das zu verhindern muss der Motor hier augenblicklich abgeschaltet werden.
Echt ? Ich dachte immer, bei dem betreffenden Zylinder wird die
Brennstoffzufuhr abgeschaltet, Fehler gesetzt etc. aber nach z.B. 4
Fehlzündungen gleich aus ???
Wie gesagt -> nur meine 2 Cents dazu.
Gruss aus Berlin
Elux
Harald Wilhelms schrieb:>> Hmm, und Du kannst wirklich die einzelnen Zündungen beim> Drehen des Motors erkennen? Wie gross ist denn die Zeit-> konstante Deines Thermoelements? (Müsste im Datenblatt stehen.)> Wo hast Du denn den Kaltpunkt Deines Thermoelements hingelegt?> Zu den Anschlusskabeln: Du brauchst Drähte aus dem gleichen> Material wie Dein Thermoelement. Bei Eisen-Konstantan-Elementen> also einen Draht aus Eisen und einen Draht aus Konstantan und> zwar bis zum Kaltpunkt. Dort brauchst Du eine weitere Temp-> Mess-Stelle mit einem absolutem Temp.-Fühler. Dessen Temperatur> musst Du dann mit einrechnen. Bei einer so stark störverseuchten> Umgebung wie ein KFZ-Motorraum sollte das Kabel zwischen Themo-> element und Kaltpunkt auf jeden Fall abgeschirmt sein. Direkt> hinter dem Kaltpunkt muss dann der erste Vorverstärker sitzen.> Übrigens, kannst Du die Motortemperatur nicht durch ein Glas-> fenster im Motor mit einem Pyrometer messen? Solche Motoren> mit Fenster habe ich schon auf der Industriemesse bei VW> gesehen.> Gruss> Harald
Vielen Dank für die Antwort, aber diese Informationen waren mir bereits
bewusst.
>Hallo Kally K,>Für solche Fälle nimmt man häufig Instrumentenverstärker.>Damit misst man die Differenz der Spannung am Ende der 2 Leitungen.>Die Störspannung hebt sich somit auf.(im idealfall)>Solche Teile können aber ganz schön teuer sein!
Vielen Dank, das werde ich mir genauer anschauen :)
Harald Wilhelms schrieb:
> Ich dachte, der Fühler hängt im Zylinder !?
Ja, ist seitlich im Zylinderkopf verbaut und hängt somit direkt an der
Zylinderwand, um die Temperatur direkt messen zu können.
>>Kabel rauschen normalerweise nicht. Was Du meinst sind wohl Einstruungen.>Kabel koennen in der Tat rauschen. Grund dafuer ist Ladung gegenueber>einem anderen Leiter, ein Dielektrikum dazwischen. Wenn das Dielektrikum>verformt wird, wird Rauschen generiert. Das trifft auch fuer>Koaxialkabel zu.
Genau.
>Ich gehe von einem umgerüsteten Benzin-Motor irgendeiner Bauart aus. Da>brauchst Du eigendlich keinen weiteren Sensor; ist ja alles vorhanden ->>die Zündkerzen! Ich meine eine Ionenstrommessung und Auswertung; die>findet ja auch im Zyliner statt, man hat also nicht nur als Ergebnis>(indirekt) die Verbrennungstemperatur, sondern auch den Druckverlauf>davor und danach und könnte somit auch die beliebten Ventilschäden durch>Mikroverschweissung rechtzeitig genug erkennen. Man kann auch die>Gemischzusammensetzung feststellen...Machte u.a. Opel mal so. Eigendlich>bräuchte man keine weiteren Sensoren am Motor. Geht alles per>Ionenstrom.
Dieses Modul soll auch an einem Diesel-Motor betrieben werden können,
somit ist die Idee zwar sehr interessant, jedoch in meinem Fall nicht
praktizierbar.
>>...da bereits nach 3-4 Zündaussetzern das zur Explosion optimal fertig gemischte>> Gas (Gasmotor) abgeführt wird...>Eigendlich doch jedesmal, wenn nicht gezündet wird?>Und entzünden wird es sich doch auch im Krümmer oder Hosenrohr, die>anderen Zylinder sind ja auch noch da.
Da gebe ich dir vollkommen Recht!
>Bei einer Verbrennungsspitzentemperatur von bis zu 2500°C oder mehr, je>nachdem sind 50-100°C Toleranz nicht akzeptabel?
In meinem Fall beträgt die maximale Temperatur 750°C.
Vielen Dank für eure vielen Antworten! Ich hoffe ihr steht mir weiterhin
so tatenkräftig zur Seite :)
Gruß Kally
>In meinem Fall beträgt die maximale Temperatur 750°C.
Das verstehe ich nicht-> was verbrennt Ihr denn da?
Wie oben beschrieben hast Du also ein Thermoelement direkt im Zylinder?
Denn wenn nicht, sehe ich da noch schwärzer, allein aufgrund der
Wärmeträgheit. Wurde aber weiter oben schon besprochen.
Nehmen wir einen aktuellen Downsizing-Motor, mit Turbo etc.an, da kommst
Du allein schon mit der Kompression auf locker 700°C - erst recht beim
Diesel (alte Diesel hatten bis 900°C Kompr.endtemp.). Soweit ich weiß,
schaltet ein Hersteller sogar die Zündung ab, da bei Vollast aufgrund
der Kompr.endtemp. die Zündtemp. des Kraftstoffes weit überschritten
wird. Ob das schon in Serie ist, weiß ich nicht.
Möglicherweise kannst Du mit einer Kopfdichtung mit Spaltmassensoren
über den Verbrennungsdruck und der damit verbundenen Mikrobewegung des
Kopfes Aussetzer feststellen, aber thermisch...
Unter den beschriebenen Bedingungen wie wenige mV Signal und
verhältnismäßig lange Leitungen in einem Kabelbaum im Motorraum,
Stecker... -> ein ambitioniertes Vorhaben.
Gruß aus Berlin
Elux
Hallo Leute,
ich habe da eine weitere Frage:
Wir haben bereits über die Anschlusskabel und Stecker gesprochen, dass
diese am besten isoliert sind und aus dem gleichen Material wie das
Thermoelement selbst bestehen.
Wie sieht es aber nun mit dem Thermoelement selbst aus? Muss dieses (die
Leitungen des Thermoelements) auch isoliert sein? Es ist ja bereits ein
wenig isoliert und twisted pair, aber reicht das auch?
Bin mir da nicht so sicher, da hier auch Einstreuungen, Rauschen, etc.
einwirken können, oder irre ich mich da?
Außerdem:
Benötigt man zwingend an den Leitungsenden des TE einen Stecker, oder
kann man hier direkt die Differenzspannung messen? Dieser Punkt wäre
dann natürlich die Vergleichsstelle an der auch die gegenwärtige
Temperatur gemessen werden muss.
Vielen Dank im Voraus.
Kally
Kally K. schrieb:> Hallo Leute,>> ich habe da eine weitere Frage:>> Wir haben bereits über die Anschlusskabel und Stecker gesprochen, dass> diese am besten isoliert sind und aus dem gleichen Material wie das> Thermoelement selbst bestehen.> Wie sieht es aber nun mit dem Thermoelement selbst aus? Muss dieses (die> Leitungen des Thermoelements) auch isoliert sein?
Müssen, muss gar nichts. Eine Abschirmung wäre je nach Einsatzgebiet nur
besser.
Andere Frage wäre: Wie ist das Thermoelement bzw. der Übergang der vers.
Leiter aufgebaut?
Drahtelement nicht isoliert (so wie im Bild) oder isoliert,
Mantelelement isoliert oder nicht isoliert (d.h. der Kontaktpunkt der
Leitungen ist mit dem Mantel verschweißt).
> Es ist ja bereits ein> wenig isoliert und twisted pair, aber reicht das auch?> Bin mir da nicht so sicher, da hier auch Einstreuungen, Rauschen, etc.> einwirken können, oder irre ich mich da?>> Außerdem:> Benötigt man zwingend an den Leitungsenden des TE einen Stecker, oder> kann man hier direkt die Differenzspannung messen?
Zwingend nicht. Löten ist etwas schwieriger und kann noch zusätzliche
Thermoelemente an der Anschlussstelle erzeugen, Stecker/Crimpen aus/mit
Thermoelementmaterial oder u.U. Schweißen wäre besser.
Vielen Dank für deine Antwort!
Wie sieht es aus, wenn ich keine Verlängerungsleitung benutzen will,
sondern das TE direkt an einen Stecker anschließen will und von hier aus
die Differenzspannung messen will. Diese Stelle ist nun die neue
Vergleichsstelle und hier muss auch die Referenztemperatur gemessen
werden.
Von hier aus gehen dann die Differenzspannung und die Referenztemperatur
über "normalen" Leitungen (also anderes Material, was aber nicht mehr
relevant ist). Am Ende dieser Leitung kommt nun mein OP und die weitere
Schaltung.
Nun zu meiner Frage:
Die Differenzspannung kann ich ja ganz einfach über zwei Leitungen
weitergeben.
Wie messe ich nun aber die Referenzspannung, bzw. wie wird das
normalerweise gemacht? Wird da ein PT100 oder ein Temperaturfühler im
Stecker verbaut?
Diese Referenztemperatur muss wie gesagt letztendlich auch über eine
Leitung an mein Modul weitergegeben werden.
Wie wird die Temperaturmessung in diesem Fall am besten durchgeführt?
Vielen Dank im Voraus.
Kally
Um Verbrennungsaussetzer zu erkennen, nimmste einfach nen Klopfsensor.
So kannst Du sogar erkennen, ob beim Benziner eine Glühverbrennung
stattgefunden hat. Ohne Verbrennung ist auch keine Explosion im
Zylinder, wodurch auch weniger Impuls vom Klopfsensor kommt.
Alex W. schrieb:> Um Verbrennungsaussetzer zu erkennen, nimmste einfach nen Klopfsensor.> So kannst Du sogar erkennen, ob beim Benziner eine Glühverbrennung> stattgefunden hat. Ohne Verbrennung ist auch keine Explosion im> Zylinder, wodurch auch weniger Impuls vom Klopfsensor kommt.
Danke für deine Antwort, aber das wird der zweite Teil meines Projektes
sein. Zuerst muss ich mich mit der Zylindertemperaturerfassung
auseinandersetzen, danach die Klopferfassung.
Kally
Kally K. schrieb:> Vielen Dank für deine Antwort!>> Wie sieht es aus, wenn ich keine Verlängerungsleitung benutzen will,> sondern das TE direkt an einen Stecker anschließen will und von hier aus> die Differenzspannung messen will. Diese Stelle ist nun die neue> Vergleichsstelle und hier muss auch die Referenztemperatur gemessen> werden.> Von hier aus gehen dann die Differenzspannung und die Referenztemperatur> über "normalen" Leitungen (also anderes Material, was aber nicht mehr> relevant ist). Am Ende dieser Leitung kommt nun mein OP und die weitere> Schaltung.
Wenn man sich OpAmps unbedingt antun will, ja. Ansonsten sollte bei den
Anforderungen ein geeigneter AD-Wandler (AD7792/93/94/95, ADS1246/7/8,
LTC244x, LTC247x) oder Controller ADuC706x reichen oder im einfachsten
Fall ein AD8495/97
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8494_8495_8496_8497.pdfhttp://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-1087.PDF> Nun zu meiner Frage:> Die Differenzspannung kann ich ja ganz einfach über zwei Leitungen> weitergeben.> Wie messe ich nun aber die Referenzspannung, bzw. wie wird das> normalerweise gemacht? Wird da ein PT100 oder ein Temperaturfühler im> Stecker verbaut?http://omega.de/produkt/t2/pcc.html
PT100, NTC, digitaler Sensor...
Kally K. schrieb:> Alex W. schrieb:>> Um Verbrennungsaussetzer zu erkennen, nimmste einfach nen Klopfsensor.>> So kannst Du sogar erkennen, ob beim Benziner eine Glühverbrennung>> stattgefunden hat. Ohne Verbrennung ist auch keine Explosion im>> Zylinder, wodurch auch weniger Impuls vom Klopfsensor kommt.>> Danke für deine Antwort, aber das wird der zweite Teil meines Projektes> sein. Zuerst muss ich mich mit der Zylindertemperaturerfassung> auseinandersetzen, danach die Klopferfassung.>> Kally
Die Klopferfassung ist einige einfacher! Ich hab damals bei meinem
Audi200q20V die Klopfsensoren benutzt und das Kennfeld über eine eigene
Software selbstständig verändert. So war nur ne "einfache" Fahrt nötig,
um ein "Tuningkennfeld" zu erhalten (was sich kaum von Profikennfeldern
unterscheidet hat). Man konnte aber bei der Adaptiven Kennfelderzeugung
sehr deutlich die Unterschiede von Super95, Super+ und Super100 (VPower,
Optimax etc) erkennen. Nachteil war, das die Kennfelder nicht mehr
abwärtskompatibel waren. Aber dafür richtig viel Bums brachten. Die
Motoren überleben seit 2003 (sind aber nun Sammelstücke geworden)!
Ich habe jetzt nicht gesehen, ob Du einen Diesel oder einen Benziner
vermessen willst.
Bei Benziner kommt natürlich eine menge Störungen von der Zündspule.
Aber sonst ist da ja noch die Lichtmaschine die viel HF macht.
Gleichtakt Störungen
Da die Leitungen vom Sensor verdrillt sind, werden die eingekoppelten
Störungen sicher CommonMode Dreck sein. Ein guter Differenzverstärker
sollte in der Lage sein das halbwegs heraus zu filtern, ab einer
gewissen Störgröße kommt am Ausgang doch noch was raus. Daher würde ich
Dir empfehlen die Sensorleitung kurz vor der Auswerteelektronik mehrfach
um einen geeigneten Ringkern zu legen, damit die
Gleichtakt-Leiterimpedanz steigt. Ein symmetrisch kapazitive Blockung
dahinter könnte auch nicht schaden.
Bzgl. Übergänge ohne Thermospannung...
Wenn ich richtig verstanden habe, möchtest Du dynamische Ereignisse der
Temperatur messen. Für die Erkennung transienter Ereignisse ist dann die
absolute Temperatur nicht ganz so wichtig. Daher müssten nicht alle
Übergänge perfekt sein.
Arc Net schrieb:>> Wenn man sich OpAmps unbedingt antun will, ja. Ansonsten sollte bei den> Anforderungen ein geeigneter AD-Wandler (AD7792/93/94/95, ADS1246/7/8,> LTC244x, LTC247x) oder Controller ADuC706x reichen oder im einfachsten> Fall ein AD8495/97> http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8494_8495_8496_8497.pdf> http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-1087.PDF
Vielen Dank für deine Antwort, aber ein OPV wird hier schon benötigt.
Betrieben wird er als Differenzverstärker, da in dem Kabelbaum der
entlang des Motors verläuft, Rauschen und Einstreuungen einwirken
können, die durch den Differenzverstärker größtenteils eliminiert
werden.
>> http://omega.de/produkt/t2/pcc.html> PT100, NTC, digitaler Sensor...
Vielen Dank, aber ich glaube ich habe ein Verständnisproblem, bzw. kann
es mir nicht so richtig vorstellen, wie ich den gemessenen
Vergleichsstellentemperaturwert über den Kabelbaum weitergeben soll.
Die Temperatur an der Vergleichsstelle muss ja gemessen werden (am
Stecker). Und von hier aus kommt der Kabelbaum. Wie schließe nun ich am
Stecker den PT100 an? Ich meine, da kommt ja nur ein Stecker und dann
schon der Kabelbaum.
Ich hoffe ich habe mein Problem verständlich beschrieben.
>Ich habe jetzt nicht gesehen, ob Du einen Diesel oder einen Benziner>vermessen willst.>Bei Benziner kommt natürlich eine menge Störungen von der Zündspule.>Aber sonst ist da ja noch die Lichtmaschine die viel HF macht.
Es soll an einem Gas- und Dieselmotor funktionieren.
>Gleichtakt Störungen>Da die Leitungen vom Sensor verdrillt sind, werden die eingekoppelten>Störungen sicher CommonMode Dreck sein. Ein guter Differenzverstärker>sollte in der Lage sein das halbwegs heraus zu filtern, ab einer>gewissen Störgröße kommt am Ausgang doch noch was raus. Daher würde ich>Dir empfehlen die Sensorleitung kurz vor der Auswerteelektronik mehrfach>um einen geeigneten Ringkern zu legen, damit die>Gleichtakt-Leiterimpedanz steigt. Ein symmetrisch kapazitive Blockung>dahinter könnte auch nicht schaden.>Bzgl. Übergänge ohne Thermospannung...>Wenn ich richtig verstanden habe, möchtest Du dynamische Ereignisse der>Temperatur messen. Für die Erkennung transienter Ereignisse ist dann die>absolute Temperatur nicht ganz so wichtig. Daher müssten nicht alle>Übergänge perfekt sein.
Vielen Dank für diese informative Antwort!
Habe alles verstanden, nur weiß ich nicht was eine "symmetrisch
kapazitive Blockung" ist. Hast du da vielleicht einen Link oder eine
Literaturempfehlung, habe selbst nichts dazu gefunden.
Vielen Dank im Voraus.
Kally
Hallo,
die Erfassung der Brennraumtemperatur sollte normal kein Problem sein,
wir machen das bei MWM Gasmotoren um danach das Gemisch zu regeln und
den Ausfall einer Zündkerze oder ein Defektes Ventil zu erkennen. Wir
erfassen die Messwerte über eine S7 300. Da es sich bei uns meistens um
Generatoraggregate handelt werten wir die Zündaussetzer über die
elektrische Leistung aus oder nutzen die Daten aus dem Zündsteuergerät.
Eine sehr gute Methode ist auch die Zünddrucküberwachung, aus den Werten
können die Temperaturen berrechnetbwerden und Klopfen und Aussetzer
super erkannt werden. Der Zünddruckverlauf lässt sich dann auch pro
Zylinder visualisieren. Leider sind diese Sensoren sehr teuer und die
Bearbeitung des Zylinderkopfes ist sehr aufwendig. Wenn Du Interesse
hast Dich einmal mit mir über das Thema zu unterhalten schicke bitte
eine Mail.
Wir konstruieren Gasmotorsteuerungen für alle gängigen Fabrikate auf SPS
Basis, für die Zünddrucküberwachung wird ein eigener Mikrocontroller
verwendet.
es gibt spezielle Zündkerzen mit einem Druckaufnehmer, glaube
Piezotechnik, damit kann man den Druckverlauf im Zylinderaufnehmen.
Kannst auch mal nach Patenten für die Erkennung von Zündaussetzern
suchen.
Ich glaube mal gelesen zu haben das es inzwischen eine sehr schnelle
Lambdasonde gibt, wodurch man auf jeden Zylinder schließen kann.
Ich denke die Wärmekapazität des Thermoelementes wird viel zu hoch sein,
glaube kaum das es innen in den Zylinderkopf ragt, deswegen kommt hier
eine weitere Wärmekapazität des Kopfes hinzu.
Thomas O. schrieb:> Ich glaube mal gelesen zu haben das es inzwischen eine sehr schnelle> Lambdasonde gibt, wodurch man auf jeden Zylinder schließen kann.
Ja gibt es, du solltest aber pro Auslaß eine verbauen.
Normalerweise wird allerdings das Drehzahlsignal ausgewertet um
Zündaussetzer zu erkennen. (Den Sensor hat man sowieso immer).
Gruß Anja
