Acoustic Thermometry: Temperaturmessung über die Schallgeschwindigkeit (Letzte AN von Jim Williams)

[eProfi (Gast)]

Zwar nicht meine Entwicklung, aber sehr interessant:
Application Note 131  LT AN131  an131f February 2011
An Introduction to Acoustic Thermometry
An Air Filled Olive Jar Teaches Signal Conditioning
Jim Williams and Omar Sanchez-Felipe
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an131f.pdf

Ein Ultraschallgeber SENSCOMP #604142 (ähnlich dem aus einer 1970’s era 
Polaroid SX-70 automatic focus camera, montiert in einem 15 cm hohen 
Oliven-Konservenglas) sendet einen Puls aus, nach ca. 1 ms erscheint das 
Echo. Nach 15000-facher Verstärkung wird die Laufzeit mit einem 16 MHz 
atMega32U4 gemessen und in eine Temperatur umgerechnet. Auflösung ca. 
0,1°F

Nicht berücksichtigt wird die Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von 
anderen Faktoren (Feuchtigkeit, Luftdruck).

Deutlich sieht man die unterschiedlichen Technologien:
Williams verwendet 74HC74, 7490, HP5082-7300 Displays  etc.
Der µC (Omar Sanchez-Felipe) wurde nachträglich zur 
Temperatur-Umrechnung drangeflanscht.
Dabei hätte man die ganze Ablaufsteuerung dem µC überlassen können.

Die Methode könnte sich z.B. für die Temperaturmessung im 
Platinen-Laminator eignen. Oder als Sensor für die Gas-Chromatographie.

Das war die letzte von Williams verfasste Application Note, er verstarb 
am 12. Juni 2011 an den Folgen eines Gehirnschlags.
http://en.wikipedia.org/wiki/Jim_Williams_%28analog_designer%29
Wie sein kurz danach verstorbener Kollege RAP Robert Bob Pease ein Genie 
mit Weitblick.


Aufmerksam wurde ich durch die Application Note 65 AN65 an65fa
November 1995
A Fourth Generation of LCD Backlight Technology
Component and Measurement Improvements Refine Performance
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an65fa.pdf

in der er u.a. eine Differtial-Hochspannungs-Probe (bestehend aus zwei 
P6015 und Anpassverstärker), eine True-RMS-Current-Probe (20 kHz - 10 
MHz auf Basis der P6021) und ein "glometer" (Helligkeitsmesser) für die 
Messung der CCFL-Effizienz vorstellt.
Nebenbei wird ein HeNe Laser Power Supply (LT1170 + Royer) beschrieben.

[eProfi (Gast)]

da die AN131 nicht mehr unter der angegebenen Adresse verfügbar ist, 
hier eine Kopie im Anhang.

> Das war die letzte von Williams verfasste Application Note,
Korrektur:  er schrieb noch zwei:

Application Note    AN132 - Fidelity Testing for A to D Converters 
Oct 13th, 2011    AN132f.pdf

Application Note   AN133 - A Closed-Loop, Wideband, 100A Active Load 
Oct 12th, 2011   an133f.pdf

[Der Rächer der Transistormorde (Gast)]

eProfi schrieb:
> Nach 15000-facher Verstärkung wird die Laufzeit ...

Das klingt schon prinzipiell nach einem störsicheren robusten Verfahren 
;-)

Davon abgesehen ist es wohl einfacher auf diese Distanz die Phasenlage 
zu messen.


> Nicht berücksichtigt wird die Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von
> anderen Faktoren (Feuchtigkeit, Luftdruck).

Die deine "Auflösung" in Genauigkeitsbereiche transformiert bei denen du 
ohne Messung besser dastehst.

> Oder als Sensor für die Gas-Chromatographie
Wenn das dann alles nix wird kann man es immer noch versenken und als 
Reinigungsbad deklarieren

> ein Genie mit Weitblick.
Mag sein, die Umdrehung der Temperaturkompensation bei der Ultraschall 
Entfernungsmessung ist aber bestenfalls für die Zielgruppe der Adobe und 
iTeuer usability "genial"

[Bastler (Gast)]

Wie ändert sich die Feuchtigkeitsmeng und der Luftdruck, wenn der Deckel 
fest zu ist?

[Physiker (Gast)]

Bastler schrieb:
> Wie ändert sich die Feuchtigkeitsmeng und der Luftdruck, wenn der Deckel
> fest zu ist?

Zumindest die relative Feuchte ändert sich kräftig. Beide Einflüsse auf 
die Schallgeschwindigkeit sind zu vernachlässigen, solange man nicht auf 
1/10°C hinaus ist.

Abgesehen davon, dass der Druck so gut wie keinen Einfluss auf die 
Schallgeschwindigkeit hat, kommt es sehr auf die Form des Deckels an, 
wie gut er den Innendruck stabilisiert ;-)

[nase (Gast)]

Da gibt es noch ein anderes geiles Verfahren um die Temperaturmessung 
auf die Reihe zu schieben, näms mittels Glasfaser.
Auf der einen Seite eine Led und irgendwas, auf der anderen Seite ne 
phosphoresierende Schicht. Ein Lichtimpuls wird zugeführt und aus dem 
Echo ermittelt man die Temperatur. Das funktioniert erstaunlich gut. Ein 
Yproblem ist die Langzeitstabilität, aber egal, wenn die Aufgabe etwas 
metalloses zur Temperaturmessung erfordert.

[Bastler (Gast)]

@Physiker:
deshalb auch auch Feuchtigkeitsmenge und nicht (zur Temperatur) relative 
Feuchtigkeit.
Und "abgesehen davon, das ein bestimmter Effekt sich nicht auswirkt, muß 
man ihn trotzdem beachten", oder gar als Killerkriterium in den Raum 
stellen. Aha, besondere physikalische Logik.
Informatiker sagt: was sich nicht auswirkt, kann ohne 
Ergebnisverfällschung vernachlässigt werden!