Hallo,
folgende Idee für das messen einer mittleren Temperatur im Bereich -30
bis +120, wobei die grösste Differenz 30°C beträgt:
Ich verschalte 4 Typ K Thermoelemente in Reihe und dividiere das ganze
durch 4. Ergebniss: Ich spare mir 3 HW-Messstellen.
Spricht irgendetwas dagegen? Mir ist klar das die Kennlinie nicht linear
ist, aber wenn ich das hier überschlage, seh ich den Fehler nur in der
3ten Nachkommastelle. Können sonst noch irgendwelche Effekte auftreten?
Gruss & Danke
mkroes
mkroes schrieb:> Hallo,>> folgende Idee für das messen einer mittleren Temperatur im Bereich -30> bis +120, wobei die grösste Differenz 30°C beträgt:> Ich verschalte 4 Typ K Thermoelemente in Reihe und dividiere das ganze> durch 4. Ergebniss: Ich spare mir 3 HW-Messstellen.>> Spricht irgendetwas dagegen? Mir ist klar das die Kennlinie nicht linear> ist, aber wenn ich das hier überschlage, seh ich den Fehler nur in der> 3ten Nachkommastelle. Können sonst noch irgendwelche Effekte auftreten?
...und wie realisierst Du die Kaltstellen? (Verbindungsstellen der
einzelnen Thermoelemente)
Gruss
Harald
mkroes schrieb:> Hallo,>> folgende Idee für das messen einer mittleren Temperatur im Bereich -30> bis +120, wobei die grösste Differenz 30°C beträgt:> Ich verschalte 4 Typ K Thermoelemente in Reihe und dividiere das ganze> durch 4. Ergebniss: Ich spare mir 3 HW-Messstellen.
Wie sollen die verschaltet werden?
Da wo gemessen wird -> kein Effekt, da die Thermoelemente (grob
vereinfacht) nur die Differenz zw. Kaltstelle und Messstelle "messen".
Jeweils an der Kaltstelle und der Messstelle -> Thermosäule d.h.
vierfacher Materialbedarf und zusätzliche Fehler, da die
Materialeigenschaften nicht konstant über die gesamte Länge sind.
Verbindung mit Lötstellen -> u.U. zusätzliche Fehler, geschweißte
Verbindungen -> u.U. Fehler durch geänderte Materialeigenschaften.
Passende AD-Wandler wie u.a. der AD7794, ADS1248, LMP91000, MCP3424 oder
LTC2484 können die Thermoelemente direkt messen, warum dann der Aufwand?
Wenn ich das soweit richtig verstanden habe, muss ich dann "nur" 3x die
Umgebungstemperatur (liegt als Wert bereits vor) der Verbindungsstellen
von der Summe der 4 abziehen bevor ich das ganze dividier.
Das ganze muss nicht hochgenau sein
Leider funktionieren die Links im Wiki nicht mehr.
mkroes schrieb:> Wenn ich das soweit richtig verstanden habe, muss ich dann "nur" 3x die> Umgebungstemperatur (liegt als Wert bereits vor) der Verbindungsstellen> von der Summe der 4 abziehen bevor ich das ganze dividier.
Nicht ganz..
Alle n TC sind an der CJ in Serie geschaltet, also die berechnete
EMF(CJ) zum Mittel (U/n) der gemessenen Spannung addieren und dann in
Temperatur umrechnen.
Die EMF(JC) ist die Spannung, die Dir 'fehlt' da Deine Verbindungsstelle
nicht auf 0°C liegt.
Arc Net schrieb:> Jeweils an der Kaltstelle und der Messstelle -> Thermosäule d.h.> vierfacher Materialbedarf und zusätzliche Fehler, da die> Materialeigenschaften nicht konstant über die gesamte Länge sind.
Trifft jede Anordnung, ob nun einzeln gemessen oder in Serie
verschaltet. Der Materialbedarf an TC ist für die n Messstellen, deren
Mittel man messen möchte identisch.
> Verbindung mit Lötstellen -> u.U. zusätzliche Fehler, geschweißte> Verbindungen -> u.U. Fehler durch geänderte Materialeigenschaften.
Solange die Verbindungsstellen isotherm sind kein Problem.
Und nochmal die Ingrid
Unter der Vereinfachung, das die Thermospannung linear ist (den Fehler
ist dem OP bekannt) und der Annahme er hat nur den Temperaturmesswert
der Summe T_s und der Vergleichsstelle T_CJ
T_S= T_1234 +T_CJ
mit T1234 als die Summentemperatur
dann ist der Mittelwert T_m über die vier MP
T_m = (T_S - T_CJ)/4 + T_CJ = (T_s + 3 * T_CJ)/4
Also dreimal die 'Umgebungstemperatur' addieren und dann durch 4 Teilen
Henrik schrieb:> Trifft jede Anordnung, ob nun einzeln gemessen oder in Serie> verschaltet. Der Materialbedarf an TC ist für die n Messstellen, deren> Mittel man messen möchte identisch.
Man könnte auch Differenzen messen s. z.B. S. 99 bzw. 102 ff in
http://books.google.com/books?id=lNvJ_rsUAJkC&pg=PA99&lpg=PA99#v=onepage&q&f=false>> Verbindung mit Lötstellen -> u.U. zusätzliche Fehler, geschweißte>> Verbindungen -> u.U. Fehler durch geänderte Materialeigenschaften.>> Solange die Verbindungsstellen isotherm sind kein Problem.
Bei verlöteten Verbindungen, ja, bei verschweißten u.U. nicht, da das
Schweißen das Material verändert (insb. bei Typ K)
Henrik schrieb:> Und nochmal die Ingrid>> Unter der Vereinfachung, das die Thermospannung linear ist (den Fehler> ist dem OP bekannt) und der Annahme er hat nur den Temperaturmesswert> der Summe T_s und der Vergleichsstelle T_CJ>> T_S= T_1234 +T_CJ> mit T1234 als die Summentemperatur>> dann ist der Mittelwert T_m über die vier MP>> T_m = (T_S - T_CJ)/4 + T_CJ = (T_s + 3 * T_CJ)/4>> Also dreimal die 'Umgebungstemperatur' addieren und dann durch 4 Teilen
Bei Thermoelementen müssen zwingend (zumindest wenn TCold != 0 °C) die
Thermospannung und die Spannung (die die Kaltstelle erzeugen würde)
addiert werden, bevor das Ergebnis in eine abs. Temperatur umgerechnet
wird...
Beispiel:
Typ K
THot = 125 °C
TCold = 25 °C
Vdiff = V(THot - TCold) = V(THot) - V(TCold) -> Vdiff= 5.124 mV - 1.000
mV = 4.124 mV das sind umgerechnet 100.640 °C
100.640 °C + 25 °C = 125.64 °C
mit VCold(TCold) = 1.000242 mV
4.124 mV + 1.000242 mV = 5.124242 mV
THot = 124.995 °C (Fehler entstehen durch die verwendeten inversen
Funktionen)
http://srdata.nist.gov/its90/type_k/kcoefficients_inverse.html
Man hat halt 4 mal die Temperatur der Kaltstelle mit drin. Wenn man die
Kompensation der Kalten Seite selber macht, ist die Reihenschaltung
durchaus eine Option - ist dann halt so etwas wie ein Thermopile.
Es reicht eigentlich die gemessene Spannung durch 4 zu teilen und dann
ganz normal, mit Kompensation der Ref. Lötstelle die Temperatur zu
berechnen.
Typ K ist noch ziemlich linear, so das die lineare Näherung ausreichen
kann.
Arc Net schrieb:> Bei Thermoelementen müssen zwingend (zumindest wenn TCold != 0 °C) die> Thermospannung und die Spannung (die die Kaltstelle erzeugen würde)> addiert werden, bevor das Ergebnis in eine abs. Temperatur umgerechnet> wird...
Arc Net,
das ist mir schon klar. Habe lange in einem Kalibrierlabor gearbeitet,
Diplomarbeit über TC Kalibrierung geschrieben und, lang ist's her einen
Fehler im Draft der deutschen Fassung der ITS90 Norm gefunden. Genau
beim Testen der Umrechnungspolynome Typ K ;) (War aber nicht der Erste,
aber so hatte ich meinen ersten persönlichen Kontakt mit der PTB ;) )
Nur zwingend muss man nicht ;) man darf auch Fehler machen, wenn man
'seine' Grenzen kennt. Daher die einleitenden Worte:
Henrik schrieb:> Unter der Vereinfachung, das die Thermospannung linear ist (den Fehler> ist dem OP bekannt)Arc Net schrieb:>> Solange die Verbindungsstellen isotherm sind kein Problem.>> Bei verlöteten Verbindungen, ja, bei verschweißten u.U. nicht, da das> Schweißen das Material verändert (insb. bei Typ K)
Wo keine Temperaturdifferenz, da auch keine Thermospannung, egal welches
Material. Wir haben für Temperaturmessung auch schon die Adern einzeln
auf das Metall (E)geschweißt. Kein Problem solange Isotherm.
Verlängerungen in 'freier Wildbahn' sollte man aber wirklich nicht
schweissen.
Auch eine Gute Quelle:
Manual on the use of thermocouples in temperature measurement,
ASTM PCN: 28-012093-40,
ISBN 0-8031-1466-4
(Page1): 'Regardless of how many facts are presented herein and
regardless of the percentage retained,all will be for naught unless one
simple important fact is kept firmly in mind. The thermocouple reports
only what it "feels." This may or may not the temperature of interest'
