Hallo zusammen,
ich versuche seit einigen Stunden den Temperatursensor aus einem
Raumtemperaturregler zu identifizieren. Bisher leider ohne Erfolg. Ein
Bild vom Sensor und ein Diagramm der Kennlinie hänge ich an. Vielleicht
hat ja jemand einen Tip für mich. Der Widerstand bei 25°C liegt bei ca.
92k Ohm.
Schon mal vielen Dank!
Max
Ja, genau. Ist kein 100K NTC. Ich habe probehalber den Sensor durch
einen 100k Widerstand ersetzt. Der Regler zeigt dann lediglich 23,5°C,
nicht 25°C...
Hast du die Werte im eingebauten Zustand gemessen bzw. kannst du die
Leitungsführung nachverfolgen?
Eventuell ist das ein 100 kOhm NTC dem ein 1 MOhm Widerstand parallel
geschaltet wurde.
Ich hole mal ein bisschen weiter aus…
Der Regler zeigt die Temperatur digital an und funktionierte meiner
Erfahrung nach schon ziemlich genau. Eine Abweichung von 1,5°C gab es
vorher definitiv nicht.
Im Rahmen einer Renovierung soll der Regler in einem Schrank
untergebracht werden. Damit alles weiterhin zuverlässig funktioniert
wollte ich den Sensor außerhalb des Schranks positionieren und habe ihn
daher von der Platine abgelötet um Kabel anzubringen und ihn so zu
verlängern. Das hat soweit auch funktioniert, aber bevor ich alles
wieder in Betrieb nehmen konnte, gab es durch eine Unachtsamkeit einen
starken Ruck am Kabel und der Sensor wurde zerstört.
Die Kennlinie ist entstanden, indem ich Festwiderstände anstelle des
Sensors verbaut habe und die auf dem Regler angezeigte Temperatur dazu
protokolliert habe. Ich habe also nicht den Sensor selber gemessen.
Bei genau 100k Ohm zeigt der Regler wie gesagt 23,5°C. Mit dem 100k NTC
müssten es ja 25°C sein. Ich bin absolut sicher, dass der Regler nicht
so ungenau angezeigt hat. Andererseits kann ich mir auch nicht
vorstellen, warum da so ein exotischer Sensor verbaut sein sollte…
Die Leitungsführung lässt sich nachverfolgen, schaffe ich aber erst
morgen aufzumalen. Reiche ich dann nach.
Viele Grüße
Max
Vielleicht ist auch die Selbsterwärmung durch den Meßstrom mit
reinkalibriert? Dadurch heizt sich der Sensor etwas auf und die
Temperatur stimmt wieder.
Hallo Helmut,
soweit habe ich noch nicht gedacht! Danke für den Hinweis. Dann werde
ich wohl einfach mal einen 100k NTC beschaffen und einfach testen.
Ansonsten hier doch noch kurz die Leitungsführung:
Der Sensor hängt mit einem Pin auf GND, der andere direkt auf Pin 15
eines ARM – Mikrocontrollers STM32F101VET6. Zwischen Pin15 und Pin 23
ist ein Widerstand (100k im eingebauten Zustand), außerdem noch ein
Kondensator(?) zwischen Pin 15 und GND. Das war’s soweit ich das
überblicke…
Die beiden Pins sind ADC Eingänge. Das Ganze ist eine nicht so schön
umgesetzte Ratiometrische Messung der beiden Widerstände (NTC und
Referenzwiderstand). Der 100K wird an dem Ende, das an Pin 23 hängt,
noch mit an einer Versorgungsspannung hängen, höchstwahrscheinlich der
ADC Referenz. Der Kondensator dient der Filterung. Ich würde die
Kalibrierung eher in Software erwarten.
Max F. schrieb:> Der Regler zeigt die Temperatur digital an und funktionierte meiner> Erfahrung nach schon ziemlich genau. Eine Abweichung von 1,5°C gab es> vorher definitiv nicht.
Die Lufttemperatur genauer als +-1K zu messen, ist selbst mit
Präzisionssensoren eine Herausforderung. Und ein NTC ist alles
andere als ein Präzisionssensor.
MaWin schrieb:>> Und ein NTC ist alles andere als ein Präzisionssensor.> Kommt drauf an, dein Fieberthermometer nutzt vermutlich einen.
Das sind aber wohl eher extra ausgemessene Exemplare
mit eingeschränkten Temperaturbereich. Und unter Prä-
zisionssensor verstehe ich eher Sensoren mit Fehlern
im höchstens zweistelligen mK-Bereich.
Harald W. schrieb:> Und unter Prä-> zisionssensor verstehe ich eher Sensoren mit Fehlern> im höchstens zweistelligen mK-Bereich.
Was auch immer du drunter verstehen willst um trotzdem noch irgendwie
Recht zu haben. Bei dir sind ja nicht mal Platinsensoren der üblichen
Klassen irgendwie Prâzision.
Es gibt jedenfalls genug Hersteller die ihre NTC als Präzision
verstehen.
https://www.te.com/deu-de/product-CAT-NTC0070.html und hunderte anderer.
NTC eignet sich auf Grund seiner starken Wertänderung pro GradC gut um
präzise messen zu können, aber auf Grund seine unlinearen Kennlinie
schlecht um grosse Temperaturbeteiche abdecken zu können.
Die Kennlinie ähnelt meiner Ansicht nach schon einem 100k NTC, Seite 28.
Den genauen Abgleich der Toleranzen macht man bei einem Temperaturregler
doch sicherlich in der Software.
Thomas F. schrieb:> Den genauen Abgleich der Toleranzen macht man bei einem Temperaturregler> doch sicherlich in der Software.
So würde ich das auch machen. Das ist bestimmt billiger als ein
Präzisions-NTC.
Dietrich L. schrieb:> So würde ich das auch machen. Das ist bestimmt billiger als ein> Präzisions-NTC.
Und wie stellst du die notwendigen Vergleichstemperaturen her ?
Du brauchst mindestens ein Thermometer das NOCH genauer ist als dein
Abgleich werden soll.
Hysterese von Sensoren und Einfluss von Thermospannungen,
Biegespannungen, Abweichungen durch die Temperatur oder
Spannungsversorgung des auswertenden Geräts, Eigenerwärmung, EMV ist
dabei noch nicht berücksichtigt.
Wenn du nicht für jedes zehntel Grad den Sensor ausmisst, musst du
zwischen den Messwerten interpolieren. Woher weisst du, wie sich der
Sensor dazwischen verhält ? Welches physikalische Phänomen führt zur
Messwertänderung und wie bildet sich das mathematisch auf unsere
Temperaturskala ab ?
MaWin schrieb:> Und wie stellst du die notwendigen Vergleichstemperaturen her ?
Vereinfacht könnte man den Abgleich bei nur einer Temperatur machen -
sei es durch Messen oder durch Einprägen einer Temperatur. Keine Ahnung,
ob das ausreicht...
> Du brauchst mindestens ein Thermometer das NOCH genauer ist als dein> Abgleich werden soll.
Naja, das braucht man in der Fertigung ja nur einmal. Da darf es
durchaus was kosten. Allerdings weiß ich nicht, ob es sowas auch bei
In-Ciruit-Testsystemen gibt...
Meine Überlegung war auch eher theoretisch, praktische Erfahrung dazu
habe ich nicht, zumindest nicht bei Temperaturen ;-(
Ich habe sowas mal bei einer Analogeingabe gemacht, die 1V, 10V und
0...20mA Messbereiche hat. Da konnten die teureren 0,1%-Widerstände
durch 0,5%ige ersetzt werden. Der In-Circuit-Tester hat dann
vollautomatisch die entspechende Spannungen und Ströme eingespeist und
der Software über eine serielle Schnittstelle des Auftrag "Abgleich"
erteilt.
Dietrich L. schrieb:> Meine Überlegung war auch eher theoretisch, praktische Erfahrung dazu> habe ich nicht,
Ja, leider.
Dietrich L. schrieb:> Da konnten die teureren 0,1%-Widerstände durch 0,5%ige ersetzt werden
Pfusch.
Denn 0.5% Widerstände sind nicht bei jedem Hersteller baugleich mit den
0.1% Widerständen, sondern altern oft stärker, haben grössere
Temperaturkoeffizienten, haben bei Temperaturschwankungen eine grössere
Hysterese.
MaWin schrieb:> Dietrich L. schrieb:>> So würde ich das auch machen. Das ist bestimmt billiger als ein>> Präzisions-NTC.>> Und wie stellst du die notwendigen Vergleichstemperaturen her ?
Bei einem Heizungsthermostaten? Da reicht doch ein Einpunktabgleich
ungefähr bei der späteren Einsatztemperatur vollkommen aus. Und das muß
auch nicht genauer als vielleicht ein halbes Grad sein.
MaWin schrieb:> Wenn du nicht für jedes zehntel Grad den Sensor ausmisst, musst du> zwischen den Messwerten interpolieren. Woher weisst du, wie sich der> Sensor dazwischen verhält ? Welches physikalische Phänomen führt zur> Messwertänderung und wie bildet sich das mathematisch auf unsere> Temperaturskala ab ?
Wenn du 5 Parameter und Epizyklen benötigst, um die Kurve zu
beschreiben, stehen die Chancen groß, dass dein Modell nicht zum Problem
passt ;-)
Systematische Abweichungen der angepassten Modellkurve von den
Messwerten sind ein guter Indikator für ein unpassendes Modell. Du musst
nicht das physikalische Phänomen kennen, um ein empirisches Modell
aufzustellen.
MaWin schrieb:> Pfusch.>> Denn 0.5% Widerstände sind nicht bei jedem Hersteller baugleich mit den> 0.1% Widerständen, sondern altern oft stärker, haben grössere> Temperaturkoeffizienten, haben bei Temperaturschwankungen eine grössere> Hysterese.
Du weist natürlich genau, welche ich verwendet habe! Ja, ich habe bei
der Auswahl genau auf diese Parameter geachtet.
Also bitte reduziere mal deine Besserwisserei ein wenig...
Dietrich L. schrieb:> Ja, ich habe bei der Auswahl genau auf diese Parameter geachtet
Dann schreibe
Dietrich L. schrieb:> durch 0,5%ige
...derselben Bauserie wie die 0.1er ersetzt werden..
Denn ohne die Erwähnung macht sonst noch jemand den Unsinn nach "ach, 0
5er sind bei Reichelt viel billiger als 0.1er, nehm ich doch die".
MaWin schrieb:> Dietrich L. schrieb:>> Ja, ich habe bei der Auswahl genau auf diese Parameter geachtet>> Dann schreibe>> Dietrich L. schrieb:>> durch 0,5%ige>> ...derselben Bauserie wie die 0.1er ersetzt werden..>> Denn ohne die Erwähnung macht sonst noch jemand den Unsinn nach "ach, 0> 5er sind bei Reichelt viel billiger als 0.1er, nehm ich doch die".
Genehmigt! Dein Hinweis ist sinnvoll.
Vielen Dank für die zahlreichen Antworten!
Ich denke nun auch, dass es ein 100k NTC sein könnte, in diesem Fall mit
einer Toleranz von ca. 8%.
Eigentlich kann ich mir aber auch nicht vorstellen, dass bei so einem
Massenprodukt die Software in jedem einzelnen Regler auf die Toleranz
des Sensors angepasst wird.
Geschieht das jedoch nicht, würde bei einer Streuung von +/- 8%
eventuell der eine Regler 23,5°, der andere jedoch 26,5° anzeigen bei
tatsächlichen 25°C. So ungenau sind die Regler aber ganz sicher nicht.
Es handelt sich dabei um dieses Exemplar:
https://www.vaillant.de/heizung/produkte/raumtemperaturregler-calormatic-332-7616.html
Es bleibt natürlich noch die von Helmut erwähnte Möglichkeit, dass die
Erwärmung des Sensors durch den Messstrom berücksichtigt wird und er in
Wirklichkeit eine deutlich geringere Toleranz hat.
Was das angeht, habe ich leider absolut keine Erfahrung.
Ich werde wohl einfach mal ein paar NTCs mit verschiedenen Toleranzen
bestellen und testen…
Nochmals vielen Dank für eure Hilfe!
Gruß
Max
Max F. schrieb:> von +/- 8% eventuell der eine Regler 23,5°, der andere jedoch 26,5°> anzeigen bei tatsächlichen 25°C. So ungenau sind die Regler aber ganz> sicher nicht
Doch.
Max F. schrieb:> Es bleibt natürlich noch die von Helmut erwähnte Möglichkeit, dass die> Erwärmung des Sensors durch den Messstrom berücksichtigt wird und er in> Wirklichkeit eine deutlich geringere Toleranz hat.
Abhängig von der Systemträgheit muß man nicht kontinuierlich messen, es
genügt, alle xx-Sekunden einen Wert zu holen. Da kann man den
NTC-Vorwiderstand aus einem µC-Port speisen und nur kurz für den
Meßvorgang bestromen - so habe ich das in einem Gerät gemacht.
Ich habe bei meiner Heizung einen Schalter an den Außenfühler gesetzt,
um dem System Hochsommer vorzulügen. Das dauert etliche Sekunden, bis
sich der Wert im Display ändert.
Hallo Manfred,
ich denke schon, dass dieser Regler kontinuierlich misst. Ich habe ja
mit Festwiderständen experimentiert und kann sagen, dass sich auch die
Anzeige unmittelbar ändert, wenn man den Widerstand ändert. Das dauert
nur ca. eine Sekunde.
Da mir der Gedanke keine Ruhe gelassen hat, habe ich nochmal gemessen,
wie hoch der Strom ist, der durch den Sensor fließt und welche Spannung
anliegt.
Es fließen 14,6µA bei 1,87V. Ergibt also eine Leistung von 0,027mW.
Ich weiß nicht, wie man das vielleicht ausrechnen kann, aber vom Gefühl
her glaube ich nicht, dass 0,027mW für eine Temperaturdifferenz von
1,5°C ausreichen.
Viele Grüße
Max
Max F. schrieb:> Es fließen 14,6µA bei 1,87V. Ergibt also eine Leistung von 0,027mW.>> Ich weiß nicht, wie man das vielleicht ausrechnen kann,
Wie auch immer das zu verstehen ist, im Datenblatt:
"Dissipation factor (in air) δ th approx. 3.5 mW/K"
> aber vom Gefühl> her glaube ich nicht, dass 0,027mW für eine Temperaturdifferenz von> 1,5°C ausreichen.
Ich auch nicht.
Max F. schrieb:> ich denke schon, dass dieser Regler kontinuierlich misst.
Ist wohl relativ egal, wie oft der nun mißt. Wenn da ein Offset durch
den NTC drin ist, dann ist das so. Habe mehrere solcher Temperaturmodule
neben dem Steuergerät plaziert und es sind einfach +-1,5°C zwischen den
Anzeigen. Was mich wundert, ist der hohe Widerstand des NTC. Das sollte
doch nur bei Batteriebetrieb eine Rolle spielen, wäre mir sonst aber
eine 10er-Potenz zu hoch. Buderus z.B. hat NTC's mit 8K2 Nennwiderstand.
Nun gut, die Steuergeräte sind nicht batteriebetrieben...aber
trotzdem...
Gruß Rainer
Max F. schrieb:> Ich werde wohl einfach mal ein paar NTCs mit verschiedenen Toleranzen> bestellen und testen…
Die Toleranz sagt dir nicht, wie weit er bei einer bestimmten Temperatur
von der Nennkennlinie abweicht, sondern wie weit er abweichen kann.
Wäre es nicht einfacher, einen passenden Widerstand parallel bzw. in
Reihe zu schalten, je nach dem, ob die Anzeige zu niedrig oder zu hoch
ist?
Wolfgang schrieb:> Die Toleranz sagt dir nicht, wie weit er bei einer bestimmten Temperatur> von der Nennkennlinie abweicht, sondern wie weit er abweichen kann.
Ja… ich meinte damit, dass ich einen NTC mit möglichst geringer Toleranz
bestelle, für den Fall, dass es doch irgendwie mit der Sensorerwärmung
oder etwas was ich nicht berücksichtigt habe zu tun hat und zusätzlich
mehrere mit hoher Toleranz, in der Hoffnung, dass einer dabei ist, der
von der Streuung her bei ca.-8% liegt, für den Fall das meine Annahme
richtig ist…
Wolfgang schrieb:> Wäre es nicht einfacher, einen passenden Widerstand parallel bzw. in> Reihe zu schalten, je nach dem, ob die Anzeige zu niedrig oder zu hoch> ist?
Ich kenne mich da leider nicht so gut aus, vermute aber, dass sich
dadurch die ganze Kennlinie verbiegt. Da ich den Sensor ja aber sowieso
extern anbringen will, habe ich natürlich die Möglichkeit, die Höhe frei
zu bestimmen. Sollte die angezeigte Temperatur zu niedrig sein, bringe
ich den Sensor halt weiter oben an, da es dort ja sowieso wärmer ist.
Denke dann sollte das schon ungefähr passen…
Max F. schrieb:> Da ich den Sensor ja aber sowieso> extern anbringen will, habe ich natürlich die Möglichkeit, die Höhe frei> zu bestimmen. Sollte die angezeigte Temperatur zu niedrig sein, bringe> ich den Sensor halt weiter oben an, da es dort ja sowieso wärmer ist.> Denke dann sollte das schon ungefähr passen…
Machst du uns jetzt den Komiker? Bin also gespannt auf deine
"Fertigmeldung".
Gruß Rainer
Ich wüsste nicht, wo da jetzt das Problem sein sollte?!?
Die Raumtemperatur ist doch unter der Decke deutlich höher als am
Fußboden. Warum sollte ich den Messfehler nicht durch anpassen der
Montagehöhe des Sensors ausgleichen können??
Max F. schrieb:> Ich wüsste nicht, wo da jetzt das Problem sein sollte?!?> Die Raumtemperatur ist doch unter der Decke deutlich höher als am> Fußboden. Warum sollte ich den Messfehler nicht durch anpassen der> Montagehöhe des Sensors ausgleichen können??
Weil ein solcher Messfehler nicht konstant ist, sondern sich der Wert
der Abweichung laufend ändert.
Max F. schrieb:> Geschieht das jedoch nicht, würde bei einer Streuung von +/- 8%> eventuell der eine Regler 23,5°, der andere jedoch 26,5° anzeigen bei> tatsächlichen 25°C. So ungenau sind die Regler aber ganz sicher nicht.
Ich habe schon ein paar digitale Raumregler verbaut. Die angezeigte
Temperatur kann sich zwischen 2 Geräten durchaus um 2 Grad
unterscheiden.
> Es handelt sich dabei um dieses Exemplar:> https://www.vaillant.de/heizung/produkte/raumtemperaturregler-calormatic-332-7616.html
Seite 18 der Bedienungsanleitung: Händische Einstellung des
Temperatur-Offsets vom -3 bis +3 K.
Der Hersteller weiß also durchaus dass die Dinger ordentliche Toleranzen
haben und bietet gleich eine Anpassung an.
Thomas F. schrieb:> Seite 18 der Bedienungsanleitung: Händische Einstellung des> Temperatur-Offsets vom -3 bis +3 K.
Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht...
Vielen Dank für den Hinweis, Thomas!
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