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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schnelle Temperaturmessung


Autor: Dirk (Gast)
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Hallo

Ich muß in einem Versuchsaufbau die Temperatur in einem kleinen
Luftkanal messen. Die Luft strömt kühl rein und kommt dann erwärmt
wieder raus.
Um das genaue Profil zu messen brauche ich einen Temperatursensor oder
Methode, mit der ich innerhalb einer Sekunde mehrere Werte ( so 3-5)
messen kann. Der Temperaturbereich wird so bei 10-38 GradC liegen.
Hat da jemand eine Idee welcher Sensor das hin bekommt bzw. kennt
jemand eine Methode die das schafft.
Alles was ich im Internet gefunden hab ist da deutlich zu langsam.
Vielleicht hab ich auch noch nicht alles gefunden?!?!?!?!

Wäre über jeden Vorschlag dankbar.

Dirk

Autor: Edward Cardew (Gast)
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Hi Dirk,

Wenn es schnell und wenig praezise (und ultra billig) sein soll nimm ne
gewoehnliche 1N4148. Habe ich auch gemacht fuer ein "Atem Sensor" bei
der Nase. Wenn ich einatme ist die Luft kalt und aus ist warm. Klappte
erstaunlich gut mit nur einem lo-end OPAMP zu TTL. Der Vorteil, der
1N4148 ist sehr klein und reagiert schnell.

Wenn du aber genaue Messungen haben willst, weiss ich nicht ob das hier
brauchbar ist, muesste man checken ( kostet ja nur Aufwand und kein
Material ;-) )

My 2 cents worth,

Edward

Autor: Dirk (Gast)
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Hallo Edward

hört sich interessant an. Hast du mal einen Schaltplan.
Eine Auflösung von 0,5 Grad würde reichen.
Die Anwendung ist in etwa sowas, was du gemacht hast. Wie schnell
reagiert den die Diode???

Dirk

Autor: Olaf (Gast)
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Eine absolute Genauigkeit von 0.5Grad ist schon besser als es
die meisten hier mal eben so hinbekommen wuerden und ganz
bestimmt nicht in den Moeglichkeiten einer 1N4148.

Ausserdem ist sie dir zu langsam.

Dein Problem ist die thermische Traegheit. Du brauchst also einen
Temperaturfuehler der klein wie irgend moeglich ist. Vielleicht
irgenwas mit PT100.

Zwei Dinge solltest du aber bedenken:

1. Je kleiner ein Sensor ist um so groesser ist die Gefahr das du
durch aufheizen durch deinen Messtrom einen Messfehler bekommst.

2. Die werden mechanisch immer empfindlicher. Wenn dein Luftstrom
sehr schnell ist besteht die Gefahr das dein Fuehler beschaedigt wird.


Olaf

Autor: ----- (Gast)
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MUAHAHAHAHAAAA!
Steckt sich da einer die Bsuelemente in die Nase.
IIIIIII!

Autor: -------- (Gast)
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MUHAHA...
Und die leuchten dazu noch.. ROT...

sorry fies

Autor: Edward Cardew (Gast)
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Ich geb Olaf absolut recht wenn er meint dass man nicht genau messen
kann, da hat er recht.

Die Traegheit bin ich mir nicht so sicher, kann mann mit
"mathematischer praekompensation" villeicht hinkriegen die Traegheit
in den Griff zu kriegen. Die kleine Diode mit zwei hauchduennen
Kupferlack Drahte direct ans Device. Reagierte unter 1 Sekunde, doch
wie schnell das damals (10 Jahre) war, weiss ich nicht mehr. Sobald ich
ein/aus atmete schlug er um, es kam mir ziemlich "instantaneous" vor.
War damals genau das Richtige fuer ein Atem Sensor.

Excuse my German. (Glueckwunsch, ihr seid Papst!)

Edward

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Habs gerade mal ausprobiert:
Feldwaldwiesen NPN im SOT-23 Gehäuse, Diodenspannung mit
Multimeter=560mV, 5mV Spannungshub im Takt der Nasenatemluft mit
vielleicht 1sec Verzögerung.

Autor: Transi (Gast)
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Die Temperaturabhängigkeit der Basis - Emitspannung eines Transitor
(Kollektor mit Basis verbinden) beträgt ca. -2,2 mV/K. Dieser Wert ist
irgend wie durch die Physik vorgegeben und absolut reproduzierbar und
stabil. Wir setzten das schon sehr lange im Temperaturbereich -20°C ...
50°C ein. Mit einigen Abgleichtricks erreicht man eine Genauigkeit von
+-0,2 Grad über den ganzen Bereich. Für diesen Bereich gibt es keinen
biligeren Sensor. Deine Frage ziehlte aber nicht auf einen genauen
sondern einen schnellen Sensor. Der Transistor ist wegen seiner relativ
großen Masse nie schnell. Da würde ich ein Thermoelement empfehlen. Nur
dort sind die Spannungen so um 40µV/K, was dann aber wesentlich mehr
Aufwand in der Signalaufbereitung verlang.
(Vergleichstellenkompensation nicht vergessen).

Autor: Arno (Gast)
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Hast Du schon mal nach NTC-Perlen (Siemens??) oder kleinen
Platinwiderständen von Heraeus (gibt´s bei C)gesucht.
Schau auch mal bei:
http://www.temp-web.de/index.php

Autor: Christoph (Gast)
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Hallo Dirk,

ich habe gute Erfahrungen mit dem LM 335. Dieser liefert 10 mV/K und
kann über den adj-Anschluß auch abgeglichen werden. Temp.-Bereich ca.
-25 bis 125 °C.

Gruß

Christoph

Autor: Methyl (Gast)
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Hallo Dirk!

Wie wärs mit einem Thermoelement?
z.B. aus Kupfer-Konstantan(CuNi)
Vorteil: recht genau, einfach herzustellen
Nachteil: du mußt ziemlich kleine Spannungen verstärken
Siehe wie schon oben erwähnt: http://www.temp-web.de/index.php

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Hab noch etwas mit der Temperaturabhängigkeit des p-n Übergangs
herumgespielt.

Man kann einen Transistor im SOT-23 Gehäuse (2.8x1.2mm) nochmal auf die
halbe Gehäusemasse abschleifen (in der Dicke und an den Seiten). Geht
ganz einfach. Dadurch wird das ganze im Ansprechverhalten noch
schneller. Ein Temperatursprung von 10°C (25°->35°) durch Anfassen mit
der Hand erfolgt in ca. 0.7sec (80% Anstiegswert). Zum Vergleich hat
man bei einem TO-92 Gehäuse (LM335) eher Werte in der 10-15sec Region.
Bei ruhender Luft wird beim LM335 ein 80% Wert von ca. 1.3min
angegeben.

Den Biasstrom für den p-n Übergang liefert eine einfach
Konstantstromquelle von ca. 100-200µA (eher weniger sonst wird zuviel
Eigenwärme im Transistor erzeugt). Dazu noch eine Ref-Spannungsquelle
für die Nullpunktsspannung, beides dann in einem OpAmp subtrahiert und
Verstärkt und fertig ist eine einfaches aber sehr schnelles
Temperaturmessgerät.

Zuerst dachte ich das ganze sei nicht stabil da die Messwerte ständig
um einige zehntel Grad schwankten, aber dann stellte sich heraus dass
das ganze einfach nur sehr schnell auf allfällige Luftwirbel durch
Bewegungen (Temperaturschichtung im Zimmer!) bzw. auf die
Temperaturstrahlung der Haut bei Annäherung anspricht.

Es gibt auch Transitoren im SOT-416 Gehäuse (1.4x0.7mm) (z.B. einige
BC847 Varianten). Viel kleiner geht wohl mit einem Thermoelement auch
nicht, die Messtechnik ist jedoch um einiges einfacher.

Autor: Monguz (Gast)
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Eine Idee..
in den Bio-Med. bereich werden öffters Thermistoren (zb.fa.
www.BetaTherm.com) eingesetzt für schnelle temperaturmessungen, wie zb.
Thermodillution diverse Flussmessungen etc. Deren grösse ist in
submillimetrischen bereich, und die 95% reaktionszeiten beträgt einige
msec.

Autor: Alex1 (Gast)
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Hallo,

das hoert sich ja gut an.

@Kupfer Michi:
>Den Biasstrom für den p-n Übergang liefert eine einfach
>Konstantstromquelle von ca. 100-200µA (eher weniger sonst wird zuviel
>Eigenwärme im Transistor erzeugt). Dazu noch eine Ref-Spannungsquelle
>für die Nullpunktsspannung, beides dann in einem OpAmp subtrahiert
und
>Verstärkt und fertig ist eine einfaches aber sehr schnelles
>Temperaturmessgerät.

Wie wuerde den so eine Schaltung aussehen?

Alex

Autor: emil (Gast)
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BTW: bei Conrad gibt es PTxxx-Sensoren in SMD-Ausführung.
Sehr klein und sogar relativ billig.

Autor: Tom (Gast)
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Hi Leute

Mich interessiert vor allem Transis und Michis Beiträge bezüglich der
Messung mit Transistoren. Ich muss sagen, dass ich noch ziemlich neu
auf dem Gebiet und möchte gerne mehr Informationen zu dem Thema. Ich
suche vor allem Beschaltungsbeispiele, die ich dann auf meinen
MSP430F149 anpassen kann. Der hat eine interne 2.5V
Referenzspannungsquelle sowie 8 12Bit-ADC-Eingänge, womit sich die
-2,2mV/K doch einfach messen lassen müssten, nicht wahr?
Meine bisherige Lösung ist ein FET-Transistor als Konstantstromquelle
sowie ein KT-110 (PTC) als Sensor für erste Gehversuche. Die sekündlich
gemessenen Ergebnisse schwanken immer um +/- 0,3°C, den Grund dafür habe
ich noch nicht herausgefunden. Ich muss wohl noch etwas mit den
ADC-Einstellungen experimentieren. Vielleicht hat jemand noch einen
Hinweis/Link zu diesem Thema?
Die Programmierung sollte für mich weniger ein Problem sein, nur mit
der Elektronik muss ich mich ins Zeug legen.

Gruss & Dank

Tom

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Als Konstantstromquelle hab ich
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...
verwendet, für Vref einen TL431C und als OpAmp zur Messung von
Vref-Vpn(temp)einen ordinären LM358 in Differenzverstärker Schaltung
(siehe ebenfalls Schaerer). Nullpunktspannung (=Vpn bei einer gewählten
Temp.) am TL431 über Spannungsteiler einstellen und Verstärkung (V/°C)
je nach Anforderung am LM358. Als p-n Übergang kamen verschieden
Transitoren zum Einsatz.

Das ganze kann man sicher besser aufbauen, aber da ich noch nichts mit
Temperaturmessung gemacht habe schien mir das der direkteste Weg.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Thermistoren (zb.fa. www.BetaTherm.com)

Uih, 0.35mm Durchmesser... da könnte ich ja endlich die Temperatur von
Stubenfliegen unter deren Achselhöhle messsen (...wenn die Biester nur
endlich mal stillhalten würden)


Gute Übersicht über Therie von Thermistoren:
http://www.BetaTherm.com/news/db/pdf/1102338840.pdf

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>BTW: bei Conrad gibt es PTxxx-Sensoren

hab ich dann auch gesehen. der C619/10K/J60 HEIßLEITER (NTC) ist nur
1.6x0.8mmm Gross!!!

Thermistoren sind halt schwieriger zu linearisieren... (siehe link
oben).

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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@Tom
Wenn du Vpn(T) direkt misst so hast du bei 12Bit (theoretischer)
Auflösung und einer Referenzspannung von 2.5V eine Auflösung von:
2500mV/(2**12-1)/2.2mV/K = 0.27°C/Bit. Wahrscheinlich wirst du aber
eher in Richtung +-0.5-1°C liegen.

Eine bessere Ausnutzung deines Messbereichs bekommst du wie oben
angedeutet indem du vor der AD Wandlung z.B. Vpn(10°C) abzieht und die
Differenz je nach Temp Messbereich dann auf deinen AD Wandlungsbereich
von 2.5V verstärkst. Ob die RefSpannungsquelle des MSP430 dafür stabiel
genug ist weiss ich nicht. Eine Eichung erfolgt über das Nachmessen der
beiden Endpunkte mit einem Vergleichsthermometer.

Einen 50Hz Tiefpass (analog oder digital) sollte mann nicht vergessen,
wenn man digitalisiert, sonst hat man eine zusätzliche Fehlerquelle.

Autor: Tom (Gast)
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@Michi
Danke für deine Hilfe! 0.5°C Genauigkeit reichen eigentlich völlig.
Rein Interessehalber möchte ich aber schon möglichst nahe am Optimum
sein. Wie die Schaltung aber genau auszusehen hat ist mir noch nicht
100%ig klar. Versteh ich das etwa richtig:

Vref 2.5V -+--+
           |  |  Kollektor
           |  n
    ADC1 --+--p  Basis
              n
              |  Emitter
              -

Bekomm ich so nicht immer V
Wenn ich nun die 10°C abziehen möchte, dann muss ich einen dafür
dimensonierten Widerstand zwischen Vref und (ADC+Transistor) hängen?
Oder brauche ich auf jeden Fall einen Widerstand zwischen Vref und
ADC-Eingang? Ich habe fast 1000 Seiten (englische) Dokumentation von
Texas Instruments zum Thema Analog-Digital-Wandlung und sehe wirklich
vor lauter Bäumen den Wald nicht mehr. Ist mir noch zu helfen? ;-)

Eventuell nehm ich auch eine andere Konstantstromquelle mit etwas mehr
Saft, denn ich möchte gerne mehrere Sensoren auslesen. Mit acht
ADC-Kanälen sollte das ja kein Problem sein.

Gruss und Danke für jede Hilfe

Tom

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Es sind mehere Varianten denkbar:

A) einfachste Möglichkeit
Vref - R -+- pn - GND
          |
         ADC
R so wählen dass in etwa 100-200µA fliessen (ich nehem an dein Vref
kann das liefern): (Vref-Vpn)/150µA=(2.5-0.56)/150µA.
Hat den Nachteil dass mit sich verändernden Vpn auch I sich ändert und
damit die stromabhängige Spannung von Vpn...

B)
Vcc - Konstanstromquelle -+- pn - GND
                          |
                         ADC
Wenn die Konst.I.Quelle temperaturstabil ist hängt Vpn nur noch von der
Temp ab.
C)
... Schaltung mit OpAmp folgt später, hab momentan wenig Zeit...

Wenn es dir nicht auf eine schnelle Temp Messung ankommt bist du
natürlich viel einfacher mit einem LM335 oder noch einfacher voll
digital mit einem DS16xx / DS18xx dran.

Autor: Tom (Gast)
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Ich will es nicht einfach, sondern etwas lernen dabei! B ist wohl die
Variante meiner Wahl, da ich meinen PTC auch so beschalten habe (wenn
mich jetzt nicht alles täuscht).

Ich habe jedoch nochmals eine Frage: Wenn ich nun mehrere
Temperatursensoren auswerten möchte, kann ich die doch nach der
Konstantstromquelle parallel anschliessen. Was ich jetzt nicht sehe
ist, was passiert, wenn man einen Sensor abzieht: Die
Konstantstromquelle liefert immer noch z.B. 1mA, jedoch fliessen nun
pro Sensor 1/3 mA und nicht mehr 1/4 (bei 3 und 4 Sensoren). Hat das
einen Einfluss auf den Wert am ADC?

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>nach der Konstantstromquelle parallel anschliessen
Wie du richtig bemerkt hast verteilt sich Iconst irgendwie
(bauteilabhängig) auf ... und ist damit alles andere als ein
Konstantstrom. Ausserdem wo willst du dann Vbe messen? Du bekämst doch
dann höchstens so was wie eine mittlere Temperatur.

Du musst also schon jedem TempFühler seine eigene KonstStromQuelle
spendieren. Und nicht vergessen jeder Transistor muss für sich
kalibriert werden.

Noch ein Tip, der MSP430 kan auch Vref=1.5V, damit nutzt du deinen
Messbereich besser aus.

Autor: Dirk (Gast)
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Hallo

Hups, mit soviel Resonanz und Ideen hätte ich nun nicht gerechnet.
Ich war ein paar Tage nicht da und hab gerade mal schnell reingeschaut.
Bin jetzt zu müde. Ich werde mir aber morgen bei Sonnenschein alles in
Ruhe durchlesen und mal überlegen wie sich da was machen läßt. Ich
werde es euch dann auch wissen lassen.
Mit dem abgeschliffenen Transistor vom Kupfer Michi kommt bei mir
wieder Hoffnung auf. Das liegt so in meinem vorgestellten Bereich

Danke an alle Ideenlieferer.

Dirk

Autor: Tom (Gast)
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Hey Michi, langsam gehen mir wieder ein paar Lichter auf. Vielen Dank
für deine Hilfe! Um mit Elektronen zu arbeiten werd' ich am besten
anfangen wie Elektronen zu denken ;-) Ich werde bei
http://www.elektronik-kompendium.de noch ein bischen pauken.

Als Konstantstromquelle werde ich wieder einen FET betreiben, da dies
eine sehr stromsparende Konstantromquelle ist und nur sehr einfach
beschalten werden muss. Da stosse ich aber schon wieder an meine
Grenzen: I ist nun konstant und ich bekomme am ADC das Verhältnis von
Vsensor zu Vcc. Vcc ist aber nicht konstant, da die Applikation mit per
Batterie betrieben wird. Somit muss ich Vcc noch auf ein genau
definiertes Nivau bringen, bevor ich den absoluten Unterschied messen
und mit den definierten -2,2mV/K die Temperatur berechnen kann, nicht
wahr? Oder ich vergleiche Vcc mit der definierten Vref. Ich glaube das
ist die Lösung. Was meint ihr?

Was mich noch interessieren würde ist die Einschaltzeit: Bei meinen
KT-110ern steht im Datenblatt, dass man erst nach ca. 10 Sekunden bei
1mA Strom zu messen beginnen soll. Für die batteriebetriebene
Applikation möchte ich die Sensoren ausschalten, da nur einmal pro
Minute gemessen werden soll. Wie sieht das bei den Trasistoren aus?
Muss ich die auch eine bestimmte Zeit vor der ersten Messung mit Strom
und Spannung versorgen? Ich hab soeben in den ADC-Application Notes von
TI gelesen, dass man am besten immer die erste Messung verwirft und erst
die zweite anerkennt. Das werde ich so wohl auch noch implementieren.
Langsam macht sich Verständnis breit!

Gruss & Dank

Tom

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Als Konstantstromquelle werde ich wieder einen FET betreiben

Die FET Konstantstromquelle ist zwar recht einfach zu bauen hat aber
den Nachteil dass sie nicht Temperatur kompensiert ist. Damit hast du
zwei Temp abhängige Teile in deinem Messkreiss die auch noch auf
unterschiedlichen Temp. arbeiten. Ich weiss nicht ob du dier das antun
willst. Mess einfach mal nach wie sich der FET KonstStrom mit der Temp
ändert, d.h. halte die Temp. am Transistor pn Übergang konstant,
erwärme den FET und Messe wie Vpn sich verändert. Es kann sein dass du
damit schlechter bisst als wenn du einfach den Strom durch einen
Widerstand einstellst (Variante A))

>I ist nun konstant und ich bekomme am ADC das Verhältnis von
>Vsensor zu Vcc.

Ich nehme an wir reden über Variante B) und mit Vsensor meinst du Vpn =
Spannung an der Transistor Basis Emitter Diode. Dies ist auch die
Spannung die der ADC misst (beide messen gegen GND). Vpn wird nur durch
Iconst, Temeratur und natürlich die Eigenschaften des Transistors
bestimmt, diese sind aber für die Messung konstant und wenn Iconst
konstant ist dann ist Vpn nur noch abhängig von T (und hoffentlich in
etwa linear proportional zu T).
Ich sehe also nicht wie du auf die Abhängigkeit von Vsensor von Vcc
kommst?
Die FET KonstQuelle eliminiert doch durch ihr Regelverhalten die
abhängigkeit von Vcc!
Den ganzen Abschnitt versteh ich irgendwie nicht...

Noch was, wenn du einen FET nimmst und sagen wir mal 100µA einstellts
so brauchst du dafür je nach Typ (welchen benutzt du?) u.U. Vgs=-2..-4V
(siehe Vgs vs. Id Diagramm). Stell also sicher dass deine
Batteriespannung gross genug ist sonst kann der FET nicht regeln!

>Was mich noch interessieren würde ist die Einschaltzeit:
Einfach nachmessen und schauen wie sich das Gesammtsystem unter den
versch. Betriebsbedingungen verhält (mein TL431C brauch z.B. 20sec biss
er auf 1mV genau eingeschwungen ist).

Autor: Tom (Gast)
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Hallo

Nochmals zur Konstantromquelle: Also die Temperaturen, die ich messen
möchte, bewegen sich meist in dem Bereich von 0 bis 60°C, maximal
vielleicht -20 bis 300°C für Tests. Der Bereich ist also normalerweise
relativ klein. Spielt die Temperaturabhänigkeit des FETs oder des
Widerstands in diesem Bereich eine grosse Rolle? FET oder R sind ja
normalerweise vom Sensor entfernt und nur den wetterbedingten
Temperaturschwankungen ausgesetzt.
Wie temperaturabhängig sind Referenzdioden oder welche Lösung ist
möglichst nicht Temperaturabhängig? Oder muss ich das per Software
korrigieren?

Etwas frecher gefragt: Mit welcher Lösung kann ich in Etwa welche
Genauigkeit erwarten?

Zum komplizierten Abschnitt ;-): Bei konstanter Vcc ist Vpn nur von T
abhängig, das ist klar. Ich möchte die Anwnedung jedoch nach
Möglichkeit auch per Batterie betreiben können. Vcc schwankt, Vpn auch,
der Wert Npn am ADC ist jedoch konstant bei konstantem T. Wie bestimme
ich nun aus dem ADC-Wert mit den konstanten -2,2mV/K die Temperatur?
Dafür brauche ich doch eine definierte Referenzspannung oder gibt es
einen anderen Weg?

Mein ElTech-Lehrer hat mir zwei FETs gegeben, dessen genaue Typen ich
nicht ausswendig weiss. Ich werde noch nachschauen. So oder so muss ich
mir aber noch neue besorgen. Auch Tranistoren. Kann jemand welche
empfehlen?

LG & Danke für die Antworten

Tom

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Etwas Theorie zur TempAbhängigkeit des pn Übergangs...

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Beispielschaltung von TI.

Die Methode mit der Doppelstromquelle ist natürlich elegant da dadurch
Fehler wie TempKoeffizient und Vcc einfluss sich symetrisch wegheben.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Wenn man einen FET als KonstStromquelle einsetzen will zeigt Figure 7
wie man den Arbeitspunkt Temperaturneutral einstellt.
Bei einem gängigen BF245A liegt dieser aber bei ca 1mA Id was für die
Temperaturmessung eindeutig zu hoch ist. Einen geigneten FET zu finden
bei dem dieser Punkt bei ca. 100µA liegt dürfte mühsam sein.
Probier einfach aus wie stark eine Umgebungstemp. änderung von 10°C
dein Messwert verfälscht und vergleiche es mit der von Schaerer
angegeben temp.kompensierten Schaltung.

Autor: Tom (Gast)
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Vielen herzlichen Dank, Michi, für die tollen Informationen! Du bist mir
eine riesige Hilfe!

Autor: Stachel (Gast)
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Wie wärs mit einem einfachen Temperatursensor und einer nachgeschalteten 
Filterung? Der Sensor verhält sich wegen seiner Trägheit wie ein 
Tiefpass. Ein nachgeschalteter Differenzierer + Hochpass verringert 
(jedenfalls theoretisch) die Verzögerung enorm. Analoge oder Digitale 
Realisierung ist möglich.

Autor: rotzfrech (Gast)
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Je kleiner der Sensor, je schneller.

Es gibt Thermoelemente, die bestehen nur aus 0.1mm Draht.

Diese können dann mit Zeitverzögerung von 10ms oder ähnlich messen.

Autor: Georg X. (schorsch666)
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Nabend Leute,

ich holl mal diesen alten Thread wieder hoch.
Ich suche nach einer Möglichkeit eine schnelle Temperaturmessung mit 
einer Genaugikeit von +-0,5° zur realisieren. Eine Messverzögerung von 
100msec wäre akzeptabel.

Gibt es hier inzwischen schon Sensoren die dies erfüllen?
Dazu kommt noch dass ich zum Sensor bis zu 20m Entfernung zurück legen 
muss. Wobei ich hier auch schon über Funkübertragung gedacht habe.
Somit ist dieser Punkt momentan zweitrangig.

Wenn jemand Ideen oder Vorschläge hat bitte mitteilen.

Gruß und Danke,
Georg.

Autor: steffen (Gast)
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mal die von TI angeschaut?

TMP100 und TMP120
I2C oder SPI bus

Autor: bingo (Gast)
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Autor: Ulrich (Gast)
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Wie schnell der Sensor Anspricht hängt stark davon ab in welcher 
Umgebung, und wie der Kontakt erfolgt. Bei einem sehr guten Thermischen 
Kontakt könnten die kleinen PT Sensoren vielleicht gerade so schnell 
genug sein.

Die Digitalen Sensoren wie TMP100 werden nicht schnell genug sein.

Sonst wird es schwer, wenn es wirklich +-0,5 K an Genauigkeit sein muss.

Autor: Jöög (Gast)
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>http://www.reichelt.de/Sensoren/PCS-1-1302-1/index...
>2.0 x 1.3 x 0.5 mm

Im Datenblatt steht:Ansprechzeit: in 2.6Sek wird 50% des Endwertes 
erreicht. In 7.9 dann 90%.

Rotzfrechs hat schon geschrieben, dass es Thermosensoren mit 10ms 
Ansprechzeit gibt. Das sind hauchdünne Drähtchen, die man in den 
Luftstrom hängt. 0.5°K Genauigkeit und 20m Leitung sind auch kein 
Problem.
Man muss es nur ordentlich machen.

Autor: Jöög (Gast)
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Hier ein Beispiel schneller Thermoelemente:
http://www.telemeter.info/main.php?action=articles...

Autor: Olli O. (Gast)
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Man muss halt die Masse des Sensor minimieren und Temperaturableitung 
über die Beine minimieren.

Schau mal hier:
http://www.variohm.de/de/temperaturNTCThermistoren.html

Autor: Jack (Gast)
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>http://www.variohm.de/de/temperaturNTCThermistoren.html
Datenblatt: Zeitkonstante 1 Sekunde bei den schnellsten.

Autor: steffen (Gast)
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aus dem Datenblatt des TMP100

Auflösung          Conversion Time
9 Bits (0.5°C)     40ms

10 Bits (0.25°C )  80ms

11 Bits (0.125°C)  160ms

12 Bits (0.0625°C) 320ms

Autor: usuru (Gast)
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> Conversion Time
> 40ms

Die Conversion Time ist die Zeit, welche die Elektronik braucht, um die 
Daten zu wandeln und digital bereitzustellen. Das sagt nichts darüber 
aus, wie schnell das Gehäuse seine Temperatur ändert. Das sind bei SOT23 
sicher etliche Sekunden.

Autor: Jack (Gast)
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http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/national...
Hier ist für ein SOT23 Gehäuse eine thermische Zeitkonstante von 10Sek 
bis 45Sek (je nach Luftgeschwindigkeit) angegeben.

Autor: steffen (Gast)
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@ usuru
das ist schon klar. Aber das hast du nun mal bei jedem!! Gehäuse. Und 
Sot23 ist schon recht klein. Weiter oben wurde ja schon mit abschleifen 
die Masse verkleinert.
Wie schnell sich das jetzt in der Realität ändert muss sich der TO 
selbst ausrechnen/testen.

Autor: Michael (Gast)
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steffen schrieb:
> Aber das hast du nun mal bei jedem!! Gehäuse. Und Sot23 ist
> schon recht klein.

Darum werden für schnelle Sensoren auch keine Gehäuse verwendet. Ein 
dünner Pt-Draht der frei angeströmt wird, reagiert z.B. ziemlich 
schnell.

Autor: Dr. Pseudorra (Gast)
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Das ist aber bloß die Wandlungszeit ...

Autor: Dr. Pseudorra (Gast)
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Ok ;) Seite zu lang nicht aktualisiert ...

Autor: Georg X. (Gast)
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Morgen Leute,

eure Ideen sind schon mal nicht schlecht.
Ein digitaler Sensor wäre mir zwar lieber aber Gehäuse kleiner schleifen 
usw.
will ich eigentlich nicht. Die Ansprechzeit ist sehr wichtig da ich 
einen Luftstrom messen möchte der zum Teil mit über 200km/h 
vorbeistöhmt.

Wenn es nur die Möglichkeit mit dünnem Pt-Draht gibt. Wo kann man denn 
sowas beziehen? Gibt es denn die PT100 oder PT1000 Elemente nicht in so 
einer Ausführung irgendwie auf einer Keramik- oder Kunststoffplatte 
fertig zum Verlöten? Ich frag mich nur wie lange sowas mechanisch im 
Außenbereich durchalten würde.

Gruß,
Georg.

Autor: Tip (Gast)
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Georg X. schrieb:
> Gibt es denn die PT100 oder PT1000 Elemente nicht in so
> einer Ausführung irgendwie auf einer Keramik- oder Kunststoffplatte
> fertig zum Verlöten?

Wolltest du nicht jegliche Trägheit deines Sensors durch überflüssige 
Wärmekapazitäten vermeiden?

Autor: Bernhard D. (pc1401)
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Hallo Georg,

wir benutzen hier Platindrahtsensoren zur Messung von schnellen 
Temperaturänderungen in der Atmosphäre.
Der Draht hat einen Durchmesser von 10 µm, um einen Pt100 zu erhalten, 
benötigt man etwa 9 cm Draht, den man mäanderförmig aufspannen kann. Als 
isolierende Halterung für den Pt-Draht tut es 0,3 mm Nylon, die Enden 
sind dann mit WireWrap-Draht (temperaturbeständige Tefzel-Isolation) 
verlötet. Kalibration dann individuell in einer Klimakammer.

Wie so etwas aussehen kann, zeigt der Anhang (leider ein defektes 
Exemplar). Die Anfertigung solcher Sensoren ist eine etwas delikate 
Angelegenheit, die Fühler sind mechanisch sehr empfindlich. Regen ist 
unproblematisch, Insekten wohl nicht mehr...

Den Pt-Draht hatten wir von Heraeus bezogen, m.W. liefert den aber auch 
Goodfellow. Ist halt schon ein paar Jahre her...

Gruß,
Bernhard

Autor: Georg X. (Gast)
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Tach,

jou die Trägheit wollte ich beseitigen.
Der Aufbau mit einem dünnen Pt-Draht scheint für meinen Anwendungsfall 
aber nicht praktikabel zu sein.

Da muss ich wohl noch ein wenig recherchieren und ein paar FAE's 
befragen. Es muss doch was geben. Oder fällt jemandem ein anderes 
Messverfahren ein um schnell eine Lufttemperatur ermitteln zu können? 
Dabei wird dass Messmittel mit über 200km/h durch den Luftstrom geführt. 
Kommt für die ersten Tests auf einen Modellflieger drauf und dient zur 
Ermittlung von warmen aufsteigenden Luftmassen (Thermik).

Gruß,
Georg.

Autor: Modellflieger (Gast)
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Georg X. schrieb:
> .. dient zur Ermittlung von warmen aufsteigenden Luftmassen (Thermik).

Wäre da nicht ein Variometer besser geeignet?

Autor: Ulrich (Gast)
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Wenn die Luft sehr schnell strömt, relativiert sich das Problem mit der 
Ansprechzeit etwas, weil der Wärmekontakt dann besser wird. Damit könnte 
dann so ein Dünnfilm PT100 oder Pt1000 schon gehen, ggf. auch die oben 
schon mal verlinkte Bauform wie ein SMD Widerstand. Wenn man einen PT 
Draht nehmen will, darf der auch etwas dicker sind, und es müssen auch 
keine 100 Ohm sein - man kann die Widerstandsänderung und damit die 
Temperatur auch bei bei 10 Ohm und drunter noch gut messen. Es muss auch 
nicht Pt sein Nickel gibt z.B. ein etwa doppeltes Signal.

Für die geplante Anwendung sind die Anforderungen an die Genauigkeit ja 
auch nicht so hoch, da geht es mehr um eine gute Auflösung. Wenn man den 
ganzen Tag um 5 K daneben liegt stört da noch nicht mal. Damit wären 
auch Thermoelemente (z.B. Typ K) nicht so schlechte. Da reicht dann auch 
ein Draht von z.B. 0,2 mm Dicke und 5 cm Länge.

Autor: Olaf (Gast)
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> Regen ist
> unproblematisch, Insekten wohl nicht mehr...

Wenn eine Fliege den den 10um Draht fliegt, wird sie dann in zwei 
Haelften geteilt?

Olaf

Autor: Bernhard D. (pc1401)
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Olaf schrieb:

> Wenn eine Fliege den den 10um Draht fliegt, wird sie dann in zwei
> Haelften geteilt?

Schön wärs. Entsprechende Versuche wurden nicht durchgeführt :-) 
Vermutlich aber nicht.

Der Umgang mit dem Material ist ein Kapitel für sich.
Ich hatte einmal abgeschätzt, dass so ein Drähtchen vielleicht 1-2 g 
tragen kann. Das deckt sich mit den Erfahrungen, wenn man das Zeug 
verarbeitet. Einmal scharf hinsehen, und der Draht ist ab. Am besten 
arbeitet man zu zweit.

Geliefert wurde der Draht auf einer kleinen Aluminiumrolle. Zum 
Abwickeln hatten wir uns eigens eine Vorrichtung gebastelt, ohne welche 
man nicht glücklich wird.
Zudem ist Platin spröde und federt wie Bandstahl, nach Zugbelastung 
wirft es gerne Locken...

Normalsichtige Ü40er werden keine Freude damit haben. Eine schwarze(!) 
Unterlage und gute Beleuchtung sind nötig, sonst sieht man den Draht 
nicht. Das Vorhandensein der Feinmotorik eine Uhrmachers bzw. 
Gefäßchirurgen ist auch hilfreich :)

Gruß,
Bernhard

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