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Forum: Haus & Smart Home Wärmeleitung Anschluss Temperaursensor


Autor: Heinz (Gast)
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Ich habe einen Aussentemperatursensor im Einsatz, DS18B20 an 3 Litzen 
(ca. 0,1mm²) gelötet, mit Schrumpfschlauch / Silikon wasserdicht 
verpackt.

Die Litzen habe ich im Fensterrahmen eingeklemmt / nach außen geführt, 
der Sensor hängt ca. 20 cm auserhalb des Fensters.

Welchen Einfluss hat die Wärmeleitfähigkeit der Kupferlitzen auf das 
Messergebnis?  Macht sich das bei innen Raumtemperatur 20°, aussen so 
wie jetzt ca. 0° bemerkbar? Macht es Sinn die Litzen wesentlich länger 
zu machen?

Viele Grüße

Heinz

Autor: E. S. (pbr85)
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Heinz schrieb:
>Welchen Einfluss hat die Wärmeleitfähigkeit der Kupferlitzen auf das
> Messergebnis?  Macht sich das bei innen Raumtemperatur 20°, aussen so
> wie jetzt ca. 0° bemerkbar? Macht es Sinn die Litzen wesentlich länger
> zu machen?
>
> Viele Grüße
>
> Heinz
Querschnitt, siehe die Formel zu Wärmestromdichte und DetlaT. etc? Ich 
nehme natürlich an, dass dieser so gering sein wird, real geht ja auch 
nichts Anderes, dass der Wärmestrom dadurch völlig vernachlässigbar sein 
sollte.  Demnach auch die Temperaturverfälschung. Genaueres ergibt sich, 
wenn du deine möglichst realistischen Werte in die passenden Formeln 
eingibst. Die Länge geht auf jeden Fall linear in diese Rechnung ein.

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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E. S. schrieb:
> Die Länge geht auf jeden Fall linear in diese Rechnung ein.

Du meinst, den Kehrwert der Länge ;-)

Autor: Heinz (Gast)
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Ich glaube nicht, dass das mit ein paar Formeln kurz ausgerechnet ist, 
kommt ja auch auf die Isolierung der Litze, Wärmeabstrahlung vom 
Temperatursensor usw. an

Hat jemand grobe Erfahrungswerte?

Autor: Der Andere (Gast)
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Heinz schrieb:
> Hat jemand grobe Erfahrungswerte?

Ja bei

Heinz schrieb:
> Ich habe einen Aussentemperatursensor im Einsatz, DS18B20 an 3 Litzen
> (ca. 0,1mm²) gelötet, mit Schrumpfschlauch / Silikon wasserdicht
> verpackt.

und

Heinz schrieb:
> Die Litzen habe ich im Fensterrahmen eingeklemmt / nach außen geführt,
> der Sensor hängt ca. 20 cm auserhalb des Fensters.

dürfte der Fehler durch die Wärmeleitung des Kupfers (deutlich) kleiner 
sein als der Fehler des Sensors.

Autor: Jack (Gast)
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Heinz schrieb:
> Ich habe einen Aussentemperatursensor im Einsatz, DS18B20 an 3
> Litzen
> (ca. 0,1mm²) gelötet, mit Schrumpfschlauch / Silikon wasserdicht
> verpackt.

Es ist löblich, dass du dir um die Faktoren Gedanken machst, die auf die 
Messung einen Einfluss haben. Allerdings ist die wärmeleitende 
Verkabelung nur ein Faktor.

> Die Litzen habe ich im Fensterrahmen eingeklemmt / nach außen geführt,
> der Sensor hängt ca. 20 cm auserhalb des Fensters.

Bei 20 cm von der Hauswand hat die Wand bzw. das Fenster selber einen 
deutlichen Einfluss. Sie reflektiert Wärme und je nach Isolierung heizt 
sie sich z.B. im Sommer auf oder es wird im Winter von innen geheizt und 
die Wand strahlt fleißig Wärme ab. Die Luftzirkulation an der Wand 
spielt eine weitere Rolle, besonders wenn der Sensor (sein Gehäuse) 
durch Regen nass wird.

Was für die Hauswände gilt, gilt auch für den Boden um das Haus herum. 
Aufgeheizter Beton strahlt noch lange in der Nacht Wärme ab. Nicht 
umsonst gibt es für offizielle Wetterstationen Regeln, wie dass sie 2 
Meter über einer Grasfläche gebaut sein müssen, um die Vergleichbarkeit 
der Messwerte zu ermöglichen.

Das übliche Vorgehen bei eigenen Messungen ist alle Fehler einfach 
hinzunehmen, bestenfalls für einige Gegebenheiten gegen die "amtliche" 
Temperaturmessung zu kalibrieren. Man misst das lokale Mikroklima und 
lebt damit.

> Macht es Sinn die Litzen wesentlich länger
> zu machen?

Das wird zu kompliziert. Bei Regen kann dann ein längeres Stück Litze 
außen herum nass werde und durch Wind auskühlen. D.h. in dem Fall würde 
die längere Litze den Sensor eventuell stärker kühlen. Wie stark? Keine 
Ahnung. Bei welcher Länge und Witterung würden sich die Effekte 
aufheben? Keine Ahnung.

Autor: E. S. (pbr85)
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Heinz schrieb:
> Ich glaube nicht, dass das mit ein paar Formeln kurz ausgerechnet ist,
> kommt ja auch auf die Isolierung der Litze, Wärmeabstrahlung vom
> Temperatursensor usw. an
>
> Hat jemand grobe Erfahrungswerte?


Vergleiche doch mal die Oberfläche des Kabels bei 20cm Länge mit der 
Querschnittfläche des Kabels. Da ist ein derart gewaltiger Unterschied, 
sodass da unmöglich nennenswert Wärme im Sensor ankommen kann. Deswegen 
auch der Tipp es mal überschlagsmäßig auszurechnen, um die 
Größenordnungen richtig einschätzen zu können.

Die Wärme ist schon weit vorher durch die Isolierung des Kabels nach 
außen entwichen. Selbst wenn du extra darauf Wert legen würdest, also 
das Kabel extrem isolieren würdest, würdest du es kaum schaffen da 
nennenswert Wärme zum Sensor zu kriegen. Da bräuchtest du dafür nämlich 
schon ein sehr dickes oder kurzes Kabel.

Wie schon gesagt wurde, hat die Wärmeabstrahlung der Fenster und Wände 
einen weitaus größeren Einfluss.

Wolfgang schrieb:
> E. S. schrieb:
>> Die Länge geht auf jeden Fall linear in diese Rechnung ein.
>
> Du meinst, den Kehrwert der Länge ;-)

Hast natürlich recht, die Länge steht unterm Bruchstrich und drüber die 
Wärmeleitfähigkeit des Materials.

: Bearbeitet durch User
Autor: Sebastian L. (sebastian_l72)
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Der Sensor hat einen durchschnittlichen Fehler von 0,2 K und einen 
0,3s-Fehler von 0,45 K
Noch Fragen?

Wenn du die Aussenlufttemperatur bestimmen willst würde ich mir eher 
Gedanken über die Fehler vom Strahlungswechselwirkungen und 
Mikroklimatischen Einflüssen (Sensor hängt vor von der Sonne 
aufgeheizten Wand) Gedanken machen.

Autor: Lutz (Gast)
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Sebastian L. schrieb:
> Der Sensor hat einen durchschnittlichen Fehler von 0,2 K und einen
> 0,3s-Fehler von 0,45 K Noch Fragen?

Ja. Was sollen das für Angaben sein???

Autor: Wolfgang (Gast)
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Heinz schrieb:
> Welchen Einfluss hat die Wärmeleitfähigkeit der Kupferlitzen auf das
> Messergebnis?

Nimm einen kleinen Widerstand und einen weiteren DS18B20. Die beiden 
klebst z.B. mit Heißkleber an die Leitung und isolierst das Paketchen 
thermisch gut nach außen. Dann kannst du Strom durch den Widerstand 
schicken und die Leitung dort definiert aufheizen. Gleichzeitig 
zeichnest du die vom eigentlichen Außensensor gemessene Temperatur auf.

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