Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperierung einer Baugruppe


von Holger (Gast)


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Moin,

ich suche ewas ähnliches wie die Temperaturregelung bei einem OCXO. Es 
geht um einen Messeinrichtung, deren Elektronik temperaturstabilisert 
werden soll. Eingebaut ist alles in einem Metallgehäuse mit einer Größe 
einer Zigarettenschachtel. Dieses Gehäuse soll nun auf eine Temperatur 
von etwa 30°C gebracht werden. Eine Hysterese von 1 K ist akzeptabel.

Vorschläge???

Danke!


Holger

von Heizung (Gast)


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Ich würde irgend einen Transistor im TO220-Gehäuse nehmen und den auf 
einen passenden Kühlkörper montieren.
Wieviel Leistung verbrät Deine Schaltung?
Ggf. sind die 30° nicht machbar, wenn die Eigenerwärmung zu groß ist.
Die Umgebungstemperatur muß natürlich auch immer drunter liegen 
(Hochsommer?)...

von Küpstenmerle (Gast)


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Ein Peltierelement könnte die Lösung sein

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Holger schrieb:
> ich suche ewas ähnliches wie die Temperaturregelung bei einem OCXO.

Du suchst also einen Thermostat. </Zaunpfahl>

> Es
> geht um einen Messeinrichtung, deren Elektronik temperaturstabilisert
> werden soll. Eingebaut ist alles in einem Metallgehäuse mit einer Größe
> einer Zigarettenschachtel. Dieses Gehäuse soll nun auf eine Temperatur
> von etwa 30°C gebracht werden. Eine Hysterese von 1 K ist akzeptabel.

1K ist doch grobschlächtig. Da reicht ein simpler 1-Punkt Regler. Du 
brauchst eine Heizung (Widerstand, Transistor etc.) und einen 
Temperaturfühler (NTC oder integriert). Der Rest der Regelelektronik 
kommt in den Thermostaten, deshalb ist dessen Temperaturabhängigkeit 
unkritisch.

Worüber du nachdenken solltest:

- kannst/willst du das thermostatierte Volumen nach außen isolieren?
- was ist mit Wärmeeintrag von anderen Bauteilen im Inneren?
- was mit der Umgebungstemperatur? Sind die 30°C unter allen Umständen 
einzuhalten?
- sind die 30°C eine irgendwie begründete Wahl? Bei OCXO sind Quarz und 
Ofentemperatur aufeinander abgestimmt: der Quarz hat bei der gewählten 
Temperatur einen besonders kleinen TempCo

von Holger (Gast)


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Moin,

ja der Raum ist auf 20°C temperiert. Es gibt keinen nennenswerten 
Temperatureintrag. Auch nicht von der Messelektronik. 30°C ist 
ausreichend.Isolierung kann über Styroporschichten erzielt werden.

Es geht nicht um OCXO. Das Heizsystem war nur die Grundidee. Gibt es 
Schaltpläne?

Holger

von ths (Gast)


Angehängte Dateien:

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Die Schaltung ist ausgelegt für Temperaturmessung mit Pt-100 und eine 
Temperatur von 42,8 °C. Die Heizung erfolgt mit einer selbstklebenden 
Heizfolie (Conrad oder so). Musst du ein bisschen anpassen auf deine 
Bedürfnisse.

Die Regelqualität hängt ebenso von der Schaltung und der Qualität der 
Komponenten ab wie von dem mechanischen und thermischen Aufbau. Hatte 
eine kiloschwere Alubüchse in 30 mm Schaumzeig isloiert eingebaut, der 
Pt 100 direkt an der Heizfolie montiert. In der Alubüchse war die 
Temperaturschwankung im eingeschwungenen Zustand im mK-Bereich.

von Wolfgang (Gast)


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ths schrieb:
> Hatte eine kiloschwere Alubüchse in 30 mm Schaumzeig isloiert eingebaut,
> der Pt 100 direkt an der Heizfolie montiert.

Und woher kannte deine Regelung die wahre Temperatur deiner Alubüchse? 
In der Aufheizphase läuft die durch ihre Wärmekapazität sicher hinter 
der Folie hinterher und im eingeschwungenen Zustand liegt die auf Grund 
der Wärmeübergänge zwischen Heizfolie-Büchse bzw. Büchse-Umgebung 
irgendwo zwischen der gemessenen Temperatur und Umgebungstemperatur.

von ths (Gast)


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Läuft hinterher, ja. Das ist so, stell die DGL auf und rechne nach. 
Durch die Isolation und die Dissipation der restlichen Komponenten ist 
die Temperatur nicht exakt 42,8000 Grad, aber vor allem konstant. Hängt 
alles sehr von den Randbedingungen ab. Für mich passt es.

von Lurchi (Gast)


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Wenn die Verluste im kritischen Bereich klein sind, sollte die 
Regelschaltung selber eher nicht mit in den geregelten Bereich, um dort 
nicht unnötig viel Wärme rein zu bringen. Nur der Wirklich kritische 
Teil, wie Sensor und Vergleichselement (z.B. Diode/Transistor und Ref. 
Spannung oder NTC und Widerstand) sollten ggf. im stabilen Bereich sein.

Es ist ggf. ganz vorteilhaft den Steuertransistor auch als Heizer zu 
nutzen, denn dann wird die Heizleistung linear von der Steuerspannung 
abhängig und nicht quadratisch wie bei einem Heizwiderstand. Wegen der 
Symmetrie wären ggf. 2 Heizer ganz gut.

Die Regelung kann man i.A. auch noch analog machen, auch wenn es ggf. 
unhandlich großen Kapazitäten braucht. Eine relativ schnelle Kopplung 
vom Heizer zum Sensor kann da helfen die Zeitkonstante im praktikablen 
Bereich zu halten.

von Lurchi (Gast)


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Vom Aufbau passt es relativ gut mit Metallhülle und Heizer und Sensor 
relativ eng daran gekoppelt. Eine gute Kopplung Heizer - Sensor erlaubt 
eine relativ schnelle und gute Regelung der eigentlich kritische Teil 
hinkt dann zwar ggf. hinterher - das ist halt eine zusätzliche 
Tiefpasswirkung. Über die Verlustleistung am kritischen Teil kann es da 
etwas wärmer sein, aber aber um einen berechenbaren, eher konstanten 
Wert. Ggf. bräuchte man da einen 2. Sensor, wenn die Leistung da sehr 
schwankt.

1 K Hysterese wäre schon sehr viel - das sollte in der Regel viel besser 
werden. Luftdruckschwankungen setzen dann irgendwann ein Limit.

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