Hallo,
Ich habe folgendes Problem:
Ich verwende mehrere Pt100 Temperaturfühler, jedoch sind diese nicht
kalibriert und haben zeigen bei gleicher Raumtemperatur unterschiedliche
Werte an.
Nun möchte ich diese Fühler kalibrieren.
Ich habe mich scho erkundigt wie ich das bewerkstelligen kann:
1. Bei 4-5 Temperaturen eine Messung vornehmen
2. Differenz zum Wert aus der Tabelle bilden
3. Regressionskoeffizienten erzeugen
4. Formel T = m_ohm + a + m_ohm*b + (m_ohm*c)² verwenden
Mein Problem liegt in der Regression. Wie verwende ich die Werte richtig
um die richtigen Koeffizienten zu bekommen.
Versucht habe ich es bis jetzt mit y = Solltemp und x = Differenz
(Soll-Ist)
Gandi schrieb:> Hallo,>> Ich habe folgendes Problem:>> Ich verwende mehrere Pt100 Temperaturfühler, jedoch sind diese nicht> kalibriert und haben zeigen bei gleicher Raumtemperatur unterschiedliche> Werte an.> Nun möchte ich diese Fühler kalibrieren.> Ich habe mich scho erkundigt wie ich das bewerkstelligen kann:> 1. Bei 4-5 Temperaturen eine Messung vornehmen
Das beste ist, Du schreibst Deine 4...5 Werte in eine Tabelle
und interpolierst dazwischen. Wenn Du den Fühler tauschst, musst
Du natürlich neu kalibrieren. Es lohnt sich also, vorsichtig mit
seinen Fühlern umzugehen. :-)
Gruss
Harald
Gute PTxxx-Fühler haben eigentlich einen genormten gleichen Verlauf,
theoretisch braucht man die nicht zu kalibrieren. Wie das bei
Billig-Teilen ist, entzieht sich meiner Erfahrung.
tt2t schrieb:> Gute PTxxx-Fühler haben eigentlich einen genormten gleichen Verlauf,> theoretisch braucht man die nicht zu kalibrieren.
Ist eigentlich Sinn der Sache...hast du Fühler ohne oder mit Elektronik?
Der Bereich ist zwar genormt, dennoch haben sie eine gewisse Toleranz
und diese möchte ich so gut wie möglich reduzieren.
Toleranz laut Wikipedia:
Klasse A: dT = ± (0,15 °C + 0,002 · |T|)
Klasse B: dT = ± (0,30 °C + 0,005 · |T|)
Es sind nur die Fühler, 4-Leiter Ausführung.
Gemessen wird mit einem NI RTD Modul.
AKKS schrieb:> Wasser kocht bei 100° und friert bei 0°.> Damit kann man auch kalibrieren.
Das gibt es, zumindest bei der Siedetemperatur, nur im Märchen.
Beim Schmelzpunkt benötigt man fein verteiltes Eis in Wasser, Schnee zum
Beispiel, bei möglichst konstanter Temperatur
(Thermosflasche/Dewargefäß) da jede Zu-Abfuhr von Wärme
Temperaturdifferenzen entstehen lässt.
Beim Siedepunkt ist die Temperatur ganz stark vom Luftdruck abhängig.
Auf 500m über n.N. (z.B. in München) dürfte der Siedepunkt schon bei 97
Grad liegen. Da ist Korrekturrechnung notwendig.
Im siedenden Wasser gibt es durch Wärmetransport Temperaturunterschiede
von einigen Graden. Man nimmt daher normalerweise die Temperatur bei
Kondensation des Wassers, mit entsprechenden rechnerischen Korrekturen
für Höhe und Luftdruck, wenn es auf Zehntel Grade ankommt.
Handhabbare "Normale" sind Eis-Wasser in Thermosflasche.
Fieberthermometer haben bei 40 Grad Temperaturtoleranzen im
Zehntel-Grad-Bereich.
tt2t schrieb:> Gute PTxxx-Fühler haben eigentlich einen genormten gleichen Verlauf,> theoretisch braucht man die nicht zu kalibrieren. Wie das bei> Billig-Teilen ist, entzieht sich meiner Erfahrung.
Billigfühler sind teilweise genausogut. Teuer werden die Fühler
durch den Abgleich im Werk. Wenn man diesen Abgleich selbst billiger
machen kann, lohnt es sich, billige Fühler zu kaufen.
Gruss
Harald
AKKS schrieb:> Wasser kocht bei 100° und friert bei 0°.> Damit kann man auch kalibrieren.
Den 0° Punkt kann man gut nachbilden, den 100° Punkt
schon schlechter. Bei Messung von Raumtemperaturen kann
man als 2. Vergleichspunkt bei ca. 40° gut ein Fieber-
thermometer nehmen.
Gruss
Harald
Gandi schrieb:> Der Bereich ist zwar genormt, dennoch haben sie eine gewisse Toleranz> und diese möchte ich so gut wie möglich reduzieren.
Es ist (fast) nie sinnvoll, so genau wie möglich zu messen.
Man misst so genau wie nötig.
Gruss
Harald
Hallo,
du kannst zwar die Abweichungen eliminieren (nur so zum Spass, Sinn hat
es nicht wirklich), indem du sie nebeneinander in ein Wasserbad tauchst
und alle auf die gleiche Anzeige einstellst. Das hat aber nichts mit der
Messgenauigkeit zu tun, kalibrieren könntest du nur, wenn du ein Labor
mit einem Präzisionsthermostaten hast, der auf 0,1 K oder besser
arbeitet. Mit Haushaltsmitteln kommst du kaum unter 1 K Genauigkeit
(bitte nicht wieder Auflösung und Genauigkeit durcheinanderwerfen).
Es spielt auch keine Rolle, ob du eine der hier immer wieder
propagierten Superschaltungen baust, die den Widerstand auf mOhm oder
µOhm messen - das ist zwar toll, aber völlig am Thema vorbei, denn es
ist ja die Temperatur gefragt.
Gruss Reinhard
Hallo,
vielen Dank für eure Antworten.
Habe das Problem folgendermaßen gelöst:
1. 5 Messwerte werden aufgenommen
2. Die Temperatur bei diesen Messwerten wird mit einem Fluke Thermometer
gemessen
3. Der Widerstand bei dieser Temperatur wird aus der Formel errechnet
4. Dann wird die Differenz gebildet, für alle Messpunkte.
5. Nun wird mit Hilfe der Polynomregression 2. Grades eine Funktion für
den Fehler aufgestellt.
6. Zum Messwert addiert man schlussendlich den Fehler und erhält den für
die diese Temperatur entsprechenden Normwiderstand.
Bsp.:
Bei 0°C hat ein Pt100 100Ohm, gemessen wurden allerdings 101,2 Ohm.
Rechnet man nun auf die Temperatur zurück erhält man nicht die 0°C
sondern 3,07°C.
Durch die Formel wird der gemessene Widerstand auf seinen, der
Temperatur entsprechenden Widerstand, gebracht (Fehler liegt hier bei
1,2) und das Ergebnis ist 0°C.
Und, passt das mit der Klassifizierung zusammen?
Ohne mich jetzt naeher damit befasst zu haben, erscheinen mir 3 Grad
Abweichung doch etwas viel, so dass ich da sehr genau hinsehen wuerde,
ob da nicht ein systematischer Fehler in meinem Messaufbau ist.
citb
Gandi schrieb:> 1. 5 Messwerte werden aufgenommen> 2. Die Temperatur bei diesen Messwerten wird mit einem Fluke Thermometer> gemessen> 3. Der Widerstand bei dieser Temperatur wird aus der Formel errechnet> 4. Dann wird die Differenz gebildet, für alle Messpunkte.> 5. Nun wird mit Hilfe der Polynomregression 2. Grades eine Funktion für> den Fehler aufgestellt.> 6. Zum Messwert addiert man schlussendlich den Fehler und erhält den für> die diese Temperatur entsprechenden Normwiderstand.>> Bsp.:> Bei 0°C hat ein Pt100 100Ohm, gemessen wurden allerdings 101,2 Ohm.> Rechnet man nun auf die Temperatur zurück erhält man nicht die 0°C> sondern 3,07°C.> Durch die Formel wird der gemessene Widerstand auf seinen, der> Temperatur entsprechenden Widerstand, gebracht (Fehler liegt hier bei> 1,2) und das Ergebnis ist 0°C.
Du hast uns zwar nicht gesagt, wie genau Du messen willst, wenn Du
aber schon Kurven aufnehmen kannst, sollten diese Kurven als
Berechnungsgrundlage für die Temperatur ausreichen. Die aufwändige
Polynomberechnung kannst Du Dir dann sparen. Wenn du allerdings
genauer als 0,1K messen willst, müssen auch die übigen Bedingungen
wie Vierdrahtanschluss und Eleminierung der Thermospannung stimmen.
Gruss
Harald
Die Berechnung übernimmt Excel und die Widerstandskorrektor Labview.
Es sind 4-Draht Fühler (wurde weiter oben bereits genannt).
Tritt die Thermospannung nicht nur bei zwei unterschiedlichen Leitern
auf??
Hallo,
das heisst natürlich, du kalibrierst den Messfehler des
Fluke-Thermometers in deine Messeinrichtung hinein. Das ist durchaus
i.O. bzw. es bleibt dir ja nichts anderes übrig, aber du darfst dir
natürlich nicht selbst weismachen, du könntest genauer messen als durch
das Fluke vorgegeben.
Gruss Reinhard
>Die Temperatur bei diesen Messwerten wird mit einem Fluke Thermometer>gemessen.
Das ist doch zigfach ungenauer! Du kannst doch eine bessere Referenz
nicht mit einer schlechteren kalibrieren.
Ist deine Schaltung kalibriert?
Mit 100Ohm (0,1%), Metallfilm und 110Ohm (o.ä.) sollten die
Verstärkerschaltungen geeicht und geprüft werden.
Die Verstärkerschaltung mit den o.g. Widerständen in den Kühlschank
stellen und dann bei 50° in den Backofen stellen. Da liegt dann der Hase
begraben.
Die Abweichungen die bei diesen Temperaturschwankungen auftreten sind
wahrscheinlich größer als Ungenauigkeiten beim PT100.
W.
PS. habe noch einige PT100 (Doppelausführung in einem Messkopf für
hochgenaue Messsysteme), Vierleiterschaltung pro PT100, 10m
Anschlusskabel abzugeben.
Die o.g. Thermospannungen treten nur bei unterschiedlichen Metallen auf.
Bei gleichartigen Übergängen an allen Adern kompensieren sich die
Thermospannungen vollständig.
Das Problem bleibt nur dann bestehen, wenn die sich kompensierenden
Verbindungstellen eine unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Liegen
diese Verbindungsstellen, z.B. Lötstelllen oder Quetschstellen jedoch
thermisch abgeschirmt, d.h. keine einseitige Wärmeeinstrahlung, so
machen Thermostannungen keine Probleme.
W.
Elena schrieb:>>Die Temperatur bei diesen Messwerten wird mit einem Fluke Thermometer>>gemessen.>> Das ist doch zigfach ungenauer! Du kannst doch eine bessere Referenz> nicht mit einer schlechteren kalibrieren.
Was für ein Messgerät verwendet denn Gandi? Es ist ja schliesslich
kein Problem, ein Thermometer mit einer Genauigkeit von wenigen
mK zu kaufen. Was Fluke da allerdigs im Angebot hat, weiss ich nicht.
Es gibt übrigens auch Quecksilberthermometer mit 10mK Auflösung
und etwa 20mK Genauigkeit.
Gruss
Harald
PS: Hallo Gandi! Du hast uns immer noch nicht mitgeteilt, wie
genau Du eigentlich messen willst/musst. Ich habe mich übrigens
schon mit Temp.Messungen im Genauigkeitsbereich weniger mK
beruflich beschäftigt. Der Aufwand ist durchaus überschaubar.
Ich hatte allerdings keine Probleme, mir passende Vergleichs-
thermometer auszuleihen
>Bei 0°C hat ein Pt100 100Ohm, gemessen wurden allerdings 101,2 Ohm.>Rechnet man nun auf die Temperatur zurück erhält man nicht die 0°C>sondern 3,07°C.
Sogar die schlechteste Genauigkeitsklasse von PT100-Elementen erlaubt
nur einen Fehler von +/-0,6°C. Da sind deine 3,07°C natürlich um Welten
schlechter. Das solltest du nicht auf das PT100-Element schieben,
sondern vielleicht eher auf deine Schaltung! Und wenn die schon so
falsch mißt, dann dürfte sie auch eine kräftige Drift haben. Dann hilft
dir nicht mal ein Zwei-Punkte-Abgleich und schon gar nicht eine
Ausgleichskurve höherer Ordnung...
PT100-Schaltungen sind nicht ohne, vor allem wenn sie genau und driftarm
sein soll. Da kommen nur erlesenste Bauteile zur Anwendung. Eine
Billgschaltung mit einer Ausgleichskurve auf hohe Präzision und
Stabilität hinzutrimmen, kannst du völlig vergessen. Been there, done
that...
vielen Dank für eure Antworten.
Es soll auf 10mK genau gemessen werden.
Dies ist mit den Pt100 durchaus ohne Kalibrierung möglich, jedoch darf
keine zu große Abweichung zwischen den Sensoren entstehen, da die
Temperaturen miteinander verglichen werden.
Das Fluke wird jährlich von einem staatlichen Prüfinstitut kalibriert.
Zur "Schaltung", ich habe es bereits mehrfach erwähnt.
Ich verwende ein RTD Modul von National Instruments.
Im Anhang findet ihr meine Kalibriervorlage mit einer richtigen Messung.
Mein lieber Gandi,
du willst tatsächlich Temperaturen von verschiedenen PT100 an
verschiedenen Meßstellen auf 0.01 Kelvin oder besser miteinander
vergleichen?
In diesen Gefilden muß man sich eher fragen, wie man den Fühler
thermisch an sein Objekt gekoppelt hat, welche Temperaturüberhöhung der
Meßstrom dabei ausmacht und so weiter.
Abgesehen davon reicht bei Platinsensoren eine 1 Punkt Kalibrierung bei
0 Grad Celsius aus, wenn man beachtet, daß eben auch der Gefrierpunkt
vom Luftdruck abhängt. Ist längst nicht so viel wie der Siedepunkt, aber
ein paar Milligrad kommen schon zusammen. Wer dafür eine
Zweipunkt-Kalibrierung braucht, hat mit Sicherheit ein Nullpunkt- oder
Linearitäts-Problem in seiner Meßelektronik und nicht beim Fühler.
Aber selbst das Kalibrieren mit dem Gemisch aus destilliertem Wasser und
Eis aus destilliertem Wasser ist nicht unproblematisch. Sieh dich im
Internet mal nach Kryoskopen oder Gefrierpunkt-Osmometern um und lies
dort, was da für Aufwand getrieben wird. O ha!
Was ist das denn für eine ominöse Anwendung, wo du SOWAS brauchst?
W.S.
W.S. schrieb:> Aber selbst das Kalibrieren mit dem Gemisch aus destilliertem Wasser und> Eis aus destilliertem Wasser ist nicht unproblematisch. Sieh dich im> Internet mal nach Kryoskopen oder Gefrierpunkt-Osmometern um und lies> dort, was da für Aufwand getrieben wird. O ha!>> Was ist das denn für eine ominöse Anwendung, wo du SOWAS brauchst?
So riesig ist der Aufwand für 10 mK definitiv nicht:
Passendes Kalibrierbad z.B. Isotech, Hart Scientific (Fluke), ellab,
techne
+ Referenzthermometer + ReferenzPT reichen
Möglich sind mit Vergleichsmessungen 1 mK:
z.B. Isotech 915 + restliche Ausstattung
Gandi schrieb:> vielen Dank für eure Antworten.>> Es soll auf 10mK genau gemessen werden.> Dies ist mit den Pt100 durchaus ohne Kalibrierung möglich,
Nein. 1/10 DIN B erlaubt bei 0°C Abweichungen von 0.03 °C .
Ein paar andere Fehlerquellen kommen dann noch hinzu:
Fühlerkonstruktion, Messgerät, Messaufbau etc.pp.
jedoch darf
> keine zu große Abweichung zwischen den Sensoren entstehen, da die> Temperaturen miteinander verglichen werden.>> Das Fluke wird jährlich von einem staatlichen Prüfinstitut kalibriert.
Welche Messunsicherheiten, wie/wo sollen die Sensoren kalibriert werden
(welches Kalibrierbad, Homogenität, Stabilität) etc.
Gandi schrieb:> Das Fluke wird jährlich von einem staatlichen Prüfinstitut kalibriert.
Hallo,
das besagt so garnichts. Wenn das Ding einen Messfehler von 1 K hat,
wird das durch Kalibrieren nicht besser, sondern es wird eben auf +-1K
kalibriert.
Du drückst dich so konsequent um eine Aussage über die Genauigkeit
deiner Vergleichsreferenz herum, dass man schon vermuten muss, dass da
der Hund begraben liegt. Dabei bescheisst du dich aber nur selber.
Gruss Reinhard
Ich verwende zum Kalibrieren einen Tsic506: Pt100 und der Tsic kommen in
eine Plastiktüte und das ganze in eine Thermoskanne mit warmem Wasser.
Dann werden die Werte von Pt100 und Tsic solange aufgenommen, bis das
Wasser Raumtemperatur hat. Wenn Deine Messinstrumente in Ordnung sind
reicht ein Punkt zum kalibrieren und der Rest zur Kontrolle ob es passt.
Wenn nötig kann man das ganze mehrfach wiederholen und dabei die
Auswert-Elektronik für den Pt100 in einen Wärmeschrank stellen. So kann
man sicherstellen, daß die Elektronik die gewünschte Genauigkeit auch
bei verschiedenen Raumtemperaturen halten kann.
Der Tsic506 hat aber nur eine Genauigkeit von 0,1°K, d.h. Deine
Kalibrierung kann damit nicht besser werden als das. Das ganze ist aber
dafür noch mit relativ einfachen Mitteln zu machen. Wenn es wirklich
genauer sein soll geht das richtig ins Geld.
Gerd E. schrieb:> Ich verwende zum Kalibrieren einen Tsic506:
Für ein Wald und Wiesen Thermometer dürfte das reichen. Für
ein Präzisionsthermometer sicher nicht.
Gruss
Harald
Vom Staatlichen Prüfinstitut kalibriert heißt:
Wenn die Fluke auf +/- 10 K spezifiziert ist
- und das zu kalibrierende Gerät dies einhält,
wird der Eichmeister im Institut guten Gewissens
unterschreiben, dass die Spezifikation eingehalten
wurde...
