Hallo Leute, ich arbeite zurzeit an einem Projekt bei dem eine Kupferplatte auf bis zu 300°C aufgeheizt wird und das in einer möglichst angemessenen Zeit (z.B. 60s). die Kupferplatte wird ca 50*50*20 mm gross und um diese in rund 60sek auf Maxtemperatur zu bringen braucht es schon an die 800W. Mei ursprünglicher Plan war ein lineares programmierbares Netzteil (mit RS232 Schnittstelle für müC ansteuerung) zu benutzen. Das wird preislich ab einer gewissen Leistung aber iwann nicht mehr tragbar. Deswegen würde ich für die 3 * 200W, 24V Heizpatronen [[https://www.sensorshop24.de/heizpatronen/durchmesser-8mm/heizpatrone-8x40mm-mit-200watt-24v/a-99095/]] oder 4*125W Heizpatrone ein Netzteil der Bauart [[https://www.reichelt.at/labornetzgeraet-1-32-v-0-20-a-stabilisiert-programmierbar-hcs-3402-p110544.html?&trstct=pol_9]] benutzen. Jetzt zu Meiner Frage. Kann die Restwelligkeit von 50mV peak peak zu Problemen mit den Heizpatronen führen, bzw in die Kupferplatte induzieren, da auf der Kupferplatte recht sensible Messungen durchgeführt werden, die von der Heizung nicht gestört werden sollten. Beste Grüße Wosche
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Wosche schrieb: > Jetzt zu Meiner Frage. Kann die Restwelligkeit von 50mV peak peak zu > Problemen mit den Heizpatronen führen, bzw in die Kupferplatte > induzieren, da auf der Kupferplatte recht sensible Messungen > durchgeführt werden, die von der Heizung nicht gestört werden sollten. Welche Art von Messungen sind das? Wie lange dauern diese Messungen? Kannst du nicht einfach für die Dauer der Messung die Heizung abschalten?
Lothar M. schrieb: > Welche Art von Messungen sind das? > Wie lange dauern diese Messungen? > Kannst du nicht einfach für die Dauer der Messung die Heizung > abschalten? Die Messungen werden an die 10-20 minuten dauern, bei vorzugsweiser relativ konstanter Temperatur. Der Kupferblock ist deshalb derart dick, weil im oberen Teil eine Kühlschlange für Druckluftkühlung und in der unteren Hälfte die Heizpatronen integriert sind.
Wosche schrieb: > Lothar M. schrieb: > >> Welche Art von Messungen sind das? >> Wie lange dauern diese Messungen? >> Kannst du nicht einfach für die Dauer der Messung die Heizung >> abschalten? > > Die Messungen werden an die 10-20 minuten dauern, bei vorzugsweiser > relativ konstanter Temperatur. Finden in diesem Zeitraum permanent Messungen statt, oder kannst du die Heizung für die Sekunde in der wirklich gemessen wird ausschalten?
Pat schrieb: > Finden in diesem Zeitraum permanent Messungen statt, oder kannst du die > Heizung für die Sekunde in der wirklich gemessen wird ausschalten? Eventuell schon. ich müsste es mir genau anschaun. Falls ja, was würde es ändern? Der Block speichert ja eine recht große Energie, wenn er Solltemperatur erreicht. Evtl wäre es möglich es ab einem gewissen absinken der Temperatur punktuell nachzuheizen. Was würde das ändern, wenn ich sie abschalte? Bzw was sind allgemein die Problematiken wenn ich auf dauer heize?
Wosche schrieb: > Jetzt zu Meiner Frage. Kann die Restwelligkeit von 50mV peak peak zu > Problemen mit den Heizpatronen führen, bzw in die Kupferplatte > induzieren, da auf der Kupferplatte recht sensible Messungen > durchgeführt werden, die von der Heizung nicht gestört werden sollten. Wosche schrieb: > Was würde das ändern, wenn ich sie abschalte? > Bzw was sind allgemein die Problematiken wenn ich auf dauer heize? Diese Problematik hast du doch selbst in deinem ersten Post ins Spiel gebracht. Ich dachte daran den Block zu heizen und ggf. mit einem Regler auf Solltemperatur zu halten. Wenn nur gelegentlich Messungen ausgeführt werden, dann in der Zeit die Heizung aus lassen, wenn du Probleme hast, dass die Messung von der Heizung gestört wird.
Pat schrieb: > Diese Problematik hast du doch selbst in deinem ersten Post ins Spiel > gebracht. > > Ich dachte daran den Block zu heizen und ggf. mit einem Regler auf > Solltemperatur zu halten. Wenn nur gelegentlich Messungen ausgeführt > werden, dann in der Zeit die Heizung aus lassen, wenn du Probleme hast, > dass die Messung von der Heizung gestört wird. Oke also würde es wirklich gestört werden. Das wollte ich wissen. Ggf müsste ich es eh so implementieren, dass es eine abwechselnde Heizung und Messung erfolgt. Würde es mit den besagten Bauteilen eurer Meinung nach funktionieren? Oder hättet ihr eine alternative für das Netzteil?
Beitrag #5484397 wurde vom Autor gelöscht.
Pat schrieb: > Wenn nur gelegentlich Messungen ausgeführt werden, dann in der Zeit die > Heizung aus lassen, wenn du Probleme hast, dass die Messung von der > Heizung gestört wird. WENN es Probleme gibt. Den Sensor kenne ich nicht, kann mir aber nicht vorstellen, dass 50mV Ripple MAXIMAL auf einmal alles auf den Kopf stellen. Ansonsten kannst du den Ausgang ja noch weiter mit LC-Gliedern entstören, wenn es doch Probleme geben sollte.
Wosche schrieb: > Oke also würde es wirklich gestört werden. Das wollte ich wissen. Neineinein, diesen logischen Kurzschluss(!!) hast du selber aufgestellt und aus den Antworten wieder herausdestilliert. > Ggf müsste ich es eh so implementieren, dass es eine abwechselnde > Heizung und Messung erfolgt. Mach es so: WENN du feststellst, DASS die Heizung deine Messung (mit unbekannten Messverfahren) tatsächlich stört, DANN fängst du an, über eine Lösung nachzudenken. > Würde es mit den besagten Bauteilen eurer Meinung nach funktionieren? Es gibt erstmal nichts, was offensichtlich dagegen spricht. Ich würde im Zweifelsfall auch noch den Klappferrit-Musterkoffer vom Würth dazubestellen... ;-)
Auf jeden Fall schon mal ein Danke für eure Hilfe! Kurz zum Messverfahren es wird eine Probe draufgeschnallt über die eine Spannung drübergefahren wird und der Diffusionsstrom gemessen wird (deswegen auch die Erwärmung auf 300°C -> erleichtert diffusion). Ausgangsgröße ist dann der Diffusionsstrom in nA (evtl bis zu pA) deswegen bin ich mir nicht sicher ob der Ripple nicht die Messung stark verfälscht...
Das Messverfahren bei diesen Temperaturen ist schon erprobt? Bei den zu erwartenden Temperaturgradienten erwarte ich schon Ström durch den Seebeckeffekt ... so im µA bereich .. je nach Materialkombi bzw deren homogenität....
Durch den Kupferblock sollten E-Felder weniger das Problem sein. Aber Deine Messanordnung stellt eine Spule mit einer Windung dar und die Heizung eine zweite Spule. Der DC Anteil tut nix , aber der AC Anteil im Strom. 50mV AC bei ~1Ohm sind 50mA AC ... da kann schon mal was koppeln. Durch geschickte Anordung der 'Spulen' (senkrecht zueinander) kann dieser Effekt aber minimiert werden. Und die Spulenfläche möglichst klein machen! Z.B. Heizungsleitungen verdrillen. Es kann schon einen Unterschied machen ob die Rückführungsleitung bei der Heizung neben dem Heizelement oder darunter geführt wird. Gewendelte Heizungen sind auch Spulen! Diffusionsstrom mit AC (nichtharmonisch zur Netzfrequenz/Schaltfrequenz der Netzteile messen? Lock-In ?
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Henrik V. schrieb: > Durch den Kupferblock sollten E-Felder weniger das Problem sein. > Aber Deine Messanordnung stellt eine Spule mit einer Windung dar und die > Heizung eine zweite Spule. Der DC Anteil tut nix , aber der AC Anteil im > Strom. 50mV AC bei ~1Ohm sind 50mA AC ... da kann schon mal was koppeln. > Durch geschickte Anordung der 'Spulen' (senkrecht zueinander) kann > dieser Effekt aber minimiert werden. > Und die Spulenfläche möglichst klein machen! > Z.B. Heizungsleitungen verdrillen. Es kann schon einen Unterschied > machen ob die Rückführungsleitung bei der Heizung neben dem Heizelement > oder darunter geführt wird. Gewendelte Heizungen sind auch Spulen! An ein E-Feld hätt ich eh nicht gedacht. Die Spulenanordnung war mir klar das diese zu Problemen führen kann, aber wie du selbst sagst, gibt es Möglichkeiten diese zu minimieren. Deswegen wäre ein lineares steuerbares Netzteil vorzuziehen gewesen. Wisst ihr ob es iwo eines mit relativ hohem Leistungsbereich gibt? Bei Heizpatronen mit 230V Anschlussspannung, die über einen 4-20mA Regler angesteuert werden, werde ich auch Probleme kriegen oder?
Du willst in einen Kupferblock von 50X50X20mm 3 Heizpatronen mit den Abmessungen 8X40mm einbringen, jeweils 200W....Kopfschuss ...und niemand hier hats gemerkt.
Wosche schrieb: > Deswegen wäre ein lineares steuerbares Netzteil vorzuziehen gewesen. > Wisst ihr ob es iwo eines mit relativ hohem Leistungsbereich gibt? willst du nur bei 300°C messen, oder schon bei ansteigender Temperatur? wenn du nur bei konstanter temp messen willst, dann schalt doch einfach die Heizpatronen (800W könnten knapp werden eher 1kW einplanen) an die Netzspannung, und wenn das gute Ding 299°C erreicht hast schaltest du sie an dein Netzteil. Das muss ja dann nur noch die Regelleistung bringen. da sollten einige duzend W ausreichen. sg
Phasenschieber S. schrieb: > ...und niemand hier hats gemerkt. Geometriekurs schon abgelaufen? PS: Manche merken was, ohne zu merken, was sie merken. Oder ist das das berühmte "Phantom Merken"?
Phasenschieber S. schrieb: > Du willst in einen Kupferblock von 50X50X20mm 3 Heizpatronen mit > den > Abmessungen 8X40mm einbringen, jeweils 200W....Kopfschuss > > ...und niemand hier hats gemerkt. Die Abmaße sind flexibel je nachdem wie ich sie fertige. Aufgrund der Masse und der dadurch benötigten Energie die ich hineinschieben muss, werde ich ihn so klein wie möglich halten. Somit plane ich die Konstruktion nach den Bauelementen die ich nutze, und an denen arbeite ich gerade. Clemens S. schrieb: > Wosche schrieb: >> Deswegen wäre ein lineares steuerbares Netzteil vorzuziehen gewesen. >> Wisst ihr ob es iwo eines mit relativ hohem Leistungsbereich gibt? > > willst du nur bei 300°C messen, oder schon bei ansteigender Temperatur? > > wenn du nur bei konstanter temp messen willst, dann schalt doch einfach > die Heizpatronen (800W könnten knapp werden eher 1kW einplanen) an die > Netzspannung, und wenn das gute Ding 299°C erreicht hast schaltest du > sie an dein Netzteil. Das muss ja dann nur noch die Regelleistung > bringen. da sollten einige duzend W ausreichen. > > sg Fürs erste wird die Messung auf einer gewissen konstant gehaltenen Temperatur erfolgen. Die Idee mit Aufheizen auf eine gewisse Temperatur und dann nachregeln ist prinzipiell wirklich nicht schlecht (behalt ich mal im Hinterkopf :) ) Aber in Hinblick auf zukünftige Messungen kann es schon sein das ich bei konstant steigender Temperatur Messungen durchführe.
Wenn du Bedenken wegen der Magnetfelder hast: Die Feldlinien bevorzugen es, sich durch ferromagnetisches Material zu quetschen, wenn es vorhanden ist. Vielleicht kannst du durch geschicktes Anbringen einer Stahlplatte eine ausreichende Abschirmung erreichen. Phasenschieber S. schrieb: > Du willst in einen Kupferblock von 50X50X20mm 3 Heizpatronen mit den > Abmessungen 8X40mm einbringen, jeweils 200W....Kopfschuss Ich sehe nicht, warum man hier sich oder jemand anderen dafür in den Kopf schießen sollte. Machanisch und thermisch möglich.
Schlumpf schrieb: > Ich sehe nicht, warum man hier sich oder jemand anderen dafür in den > Kopf schießen sollte. > Machanisch und thermisch möglich. Thermisch bin ich auch am Überlegen weil die Patronen in der unteren Hälfte "relativ" dicht nebeneinander liegen, aber das seh ich eh, wenn ich es langsam angehe. Schlumpf schrieb: > Wenn du Bedenken wegen der Magnetfelder hast: > > Die Feldlinien bevorzugen es, sich durch ferromagnetisches Material zu > quetschen, wenn es vorhanden ist. > Vielleicht kannst du durch geschicktes Anbringen einer Stahlplatte eine > ausreichende Abschirmung erreichen. Bzgl Magnetfelder, ja irgendeine Art ferritschirmung werd ich mir eventuell ausprobieren. Aber 230V Heizpatronen wären durchaus auch eine Option? da hätte ich mehr Bauteilvielfalt :)
Wosche schrieb: > Aber 230V Heizpatronen wären durchaus auch eine Option? Natürlich... Ich würde das sogar vorziehen, da da die Ströme deutlich kleiner sind.
Ja das auf alle Fälle. mit DC komm ich locker an die 5A ran.
Wie willst du eigentlich regeln? Du sagst, die Temperatur soll konstant gehalten werden. Dazu bedarf es eines Regelkreises.
über einen softwaretechnisch realisierten PID regler mit Eingang eines PT100 Elements
Wosche schrieb: > über einen softwaretechnisch realisierten PID regler mit Eingang eines > PT100 Elements Der ist natürlich für ein 230V Heizelement etwas schwerer umzusetzen, als für ein 24V DC Heizlement. Fraglich, ob ein PID Regler notwendig ist. Ich schätze nicht, dass das System massive Störgrößen schnell ausregeln muss. Und auf +- paar Grad wird es vermutlich auch nicht ankommen, oder? Vielleicht wäre ein simpler Thermostat auch schon ausreichend.
Nein leider muss alles software technisch realisiert werden (für längere Messungen mit verschiedenen Temperatursteps) PID regler wird dann denk ich praktisch sein, da ich eine Druckluftkühlung ebenfalls implementiere. auf +-2°C ist jetz für den Anfang mal mein Ziel. Was eh schon recht knifflig werden könnte, vorallem die thermische Homogenität. Inwiefern könnte ich bei der PID steuerung von den 230V Elementen zu Problemen kommen? :)
Schlumpf schrieb: > Der ist natürlich für ein 230V Heizelement etwas schwerer umzusetzen, > als für ein 24V DC Heizlement. Nee, oder? Die Kosten senken sich dadurch um eine ganze Zehnerpotenz. Vollwellensteuerung und SSR wurden ihm im anderen Forum schon genannt. Scheint nicht von Interesse zu sein.
Wosche schrieb: > Inwiefern könnte ich bei der PID steuerung von den 230V Elementen zu > Problemen kommen? :) Probleme nicht.. nur etwas komplizierter. Ein Thermostat kennt nur zwei Zustände: "An" "Aus" Ein PID Regler gibt eine Stellgröße aus. Bei 24V DC könnte das ein PWM sein, mit dem die Leistung in dem Heizelement eingestellt wird. Das ist simpel zu realisieren. Bei einem 230V AC Heizelement kannst aber nicht einfach ein PWM drauf geben. Da muss du dir was anderes einfallen lassen. zB. Phasenanschnitt oder Wellenpaket.
Mit Vollwellensteuerung und SSR habe ich mich bisher leider noch nicht beschäftigt. Es gibt sicherlich Möglichkeiten wie das geschickter angehen kann :)
Arduino Fanboy D. schrieb: > Die Kosten senken sich dadurch um eine ganze Zehnerpotenz. Aha... Rechne mal vor, bitte! Kosten ab µC Pin. Einmal für 24V-Lösung Einmal für 230V-Lösung
Schlumpf schrieb: > Einmal für 24V-Lösung Die Netzteile, welche er verwenden möchte kosten über 200 Euronen. Ein SSR vom Chinesen unter 20 Euronen Die Heizungen werden dagegen fast gleich teuer sein. Schlumpf schrieb: > Rechne mal vor, bitte! Rechne selber.
Arduino Fanboy D. schrieb: > Vollwellensteuerung und SSR Bzgl SSR und Vollwellensteuerung wäre vl wirklich eine nicht so schlechte Alternative die Steuerung mittels halbleitrelais zu realisiern. Hättest du diesbezüglich Vorschläge? Auf jeden Fall vielen Dank für eure Mithilfe :)
Arduino Fanboy D. schrieb: > Die Netzteile, welche er verwenden möchte kosten über 200 Euronen. Ich ging davon aus, dass das Netzteil im Labor vorhanden ist. Er es aber für seinen ersten Ansatz durch ein neues, programmierbares ersetzen will, um damit die Regelung zu machen. Beim Einsatz eines separaten Reglers ist das aber nicht notwendig. Aber ich gebe dir Recht: Wenn überhaupt gar kein Netzteil in dieser Leistungsklasse vorhanden ist, dann ist die 230V Lösung mit Abstand die billigere. Auch wenn der Regler hierfür teuerer ist, als der für die 24V Lösung. Mein Preisvergleich bezog sich lediglich auf den Regler.
Übrigens, in Sachen "Restwelligkeit": Die 230V Variante hat eine Welligkeit von ca 300V Spitze Spitze Über "Auswirkung Restwelligkeit auf Messsystem" kannst du dann ganz neu nachdenken! Nix 50mV sondern über 300V
Arduino Fanboy D. schrieb: > Ob der Regler eine langsame, oder eine schnelle PWM ausgibt, dürfte dem > (Software)Regler egal sein. Richtig. Wobei die Auflösung bei einem SSR geringer ist, da ja immer nur im Nulldurchgang geschaltet werden kann. Daher muss bei gewünschter hoher Auflösung die PWM Frequenz niedrig gewählt werden. Was aber bei der großen Trägheit des Systems kein Problem sein sollte Arduino Fanboy D. schrieb: > Und ob jetzt eine Bastel FET Schaltung (incl. Zeitaufwand) viel > preiswerter ist, als ein 25A SSR, weiß ich auch nicht. Na ja, so ein fix fertiger ProFET / SmartFET ist auch nur ein Bauteil, welches direkt vom µC angesteuert werden kann. Also Bastelaufwand vergleichbar mit dem SSR. Kosten aber bei ca 1-2 Euro Aber ich habe ja bereits eingeräumt, dass die 230V Lösung natürlich unschlagbar günstig ist, wenn noch kein leistungsfähiges Netzteil vorhanden ist.
Arduino Fanboy D. schrieb: > Übrigens, in Sachen "Restwelligkeit": > Die 230V Variante hat eine Welligkeit von ca 300V Spitze Spitze Das ist Richtig. Allerdings bei deutlich niedrigerem Strom und vermutlich auch deutlich niedrigerer Frequenz. Aber der TO war sich ja auch noch nicht sicher ob das überhaubt ein Problem sein wird. Und bei dem Kentnissstand wollte ich ihn auch nicht auf die 230 V Variante bringen..... wobei? ^^
Ich denke, de TO muss einfach mal Einkaufen gehen und dan ausprobieren. Ein Heizelement, ein SSR. Das Heizlemelent über das SSR mit nem Generator schalten und dann schauen, ob er da irgenwelche Störungen auf seinem Messaufbau sieht. Falls nein: Super Falls ja: schauen, wie man entstören könnte.
Ich werde wahrscheinlich es probieren mit dem Manson Schaltnetzteil probieren, falls es funktionieren sollte, ohne grossartige Komplikationen, dann is es super, ansonsten frag ich hier nochmal nach, ob es Tipps für Entsörungsmöglichkeiten gibt, außer verdrillen bzw LC-Glieder :) Danke
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