Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Thermistor zur Temperaturmessung bei hohen Temperaturen (180-250°C) (HT-NTC100K)


von H. Schlueter (Gast)


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Hallo,

ich bin gerade dabei eine Nebelmaschine zu bauen. Das Nebelfluid soll 
bei einer Temperatur von etwa 250 °C verdampft werden. Ich habe zu 
diesem Zweck ein Thermistor bestellt, welcher angeblich bis 300°C 
(vertrauenerweckend?) zuverlässig messen können soll.

Ich bin kein E-techniker oder ähnliches daher wäre meine Frage an euch 
ob ihr der Meinung seid, ob dass so sinnvoll ist, wie ich vorgehen 
möchte.


Ich folgendes vor:

Ich habe eine Temperatur-Widerstand Look-up-table gefunden, und daraus 
die Steinhart-Hart Koeffizienten für mein Programm berechnet. So weit so 
gut.

Der Widerstand der Thermistoren schwankt ja über einen sehr hohen 
Größenbereich. Daher habeich mir die Widerstände in dem 
Temperaturbereich der von Interesse ist angeschaut (600Ohm bei 200°C 
100Ohm bei 300°C).

Dann will ich einen Spannungsteiler mit einem 470Ohm Widerstand schalten 
und am Arduino ADC ablesen (einen ADS1115 hätte ich auch noch). Geht das 
so? Ich hab überall nur gesehen, dass die Leute Widerstände im 
Größenordnungsbereich der Raumtemperaturwiderstand nehmen, aber ich 
nehme an die wollten im RT Bereich messen?

Außer auf Github habe ich ein Anet A8 Board entdeckt, da wurde der 100K 
NTC mit nem 4,7kOhm Widerstand angeschlossen, so kam ich auf die Idee.

Ich habe dort noch gesehen, dass man wohl einen Kondensator mit geninger 
Kapazität zwischen Mittelabgriff und Ground stecken kann damit der ADC 
schneller stabilisiert. Wie wichtig (in welchen Fällen?) ist das? Ich 
habe gelesen dass man die idealen Kondensatorwerte mit SPICE berechnen 
kann. Lohnt sich der Aufwand?

Liebe Grüße

H. Schlüter

von Paul (Gast)


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Ich würde es anders lösen:
Typ K Element + digitaler Messverstärker inkl. Kaltstellenkompensation 
wie dem MAX31855. Der spricht SPI, den gibts als fertiges Board und das 
Element gibts in schönen Gehäuseformen (Lanze, Schraube etc). Du musst 
nichts mehr kalibrieren und bist wesentlich flexibler im Messbereich.

Wenn du bei deinem NTC bleibst. Ein RC Tiefpass vor dem Eingang des ADCs 
schadet nicht, damit kannst du das rauschen minimieren. Eine 
Mittelwertbildung über mehrere Messwerte ist auch zu empfehlen. Die 
Mittelwertbildung macht so oder so Sinn, egal ob nun NTC oder Typ K 
Thermoelement.

VG Paul

von oszi40 (Gast)


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> bei einer Temperatur von etwa 250 °C
Auge ins Datenblatt und Vorsicht Lötzinn schmilzt bei dieser Hitze.

von m.n. (Gast)


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Paul schrieb:
> Ein RC Tiefpass vor dem Eingang des ADCs
> schadet nicht, damit kannst du das rauschen minimieren. Eine
> Mittelwertbildung über mehrere Messwerte ist auch zu empfehlen.

Ein Tiefpass schadet nicht, nutzt aber auch nicht. Bei diesen kleinen 
Widerstandswerten rauscht es auch nicht.
Eine Mittelwertbildung ist überhaupt nicht erforderlich.

H. Schlueter schrieb:
> und am Arduino ADC ablesen

Abhängig von der benötigten Auflösung geht ein Arduino mit ATmega328 
auch ohne weitere Hardware: PT1000 und 1 k Referenzwiderstand reichen 
aus.
Beispiel: Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)"

von H. Schlueter (Gast)


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Vielen Dank für die schnellen Antworten. Danke, dann werde ich es so 
probieren da ich ja die ganzen Sachen jetzt schon habe. Das Rauschen 
hängt also mitunter von dem Strom der durch den Spannungsteiler fließt 
ab?

Der NTC wird mit einem ein Meter Kabel geliefert, wo am NTC ein 
Schrumpfschlauch befestigt ist. Wenn das Ding bis 300°C Messen soll, so 
hoffe ich mal, dass der das aushält..

Danke nochmal und einen schönen Abend euch!

von m.n. (Gast)


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H. Schlueter schrieb:
> Der NTC wird mit einem ein Meter Kabel geliefert, wo am NTC ein
> Schrumpfschlauch befestigt ist. Wenn das Ding bis 300°C Messen soll, so
> hoffe ich mal, dass der das aushält..

Welchen nominalen Widerstand @25 °C hat der NTC? 100 kOhm?

von Purzel H. (hacky)


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Der Seriewiderstand solle etwa gleich dem NTC Widerstand in der Mitte 
des Messbereiches sein. Also bei 250 Grad. Allerdings sind die 100 Ohm 
am oberen Ende zu gering, der spannungsteiler soll ja an der 
Referenzspannung des ADC, vielleicht 3.3V angeschlossen werden und nicht 
zuviel Strom ziehen. Also eher etwas mit dem 10fachen Widerstand. Bei 
zuviel strom ist die eigenerwaermung zu hoch.

von m.n. (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Also bei 250 Grad. Allerdings sind die 100 Ohm
> am oberen Ende zu gering,

Darum ja mein Vorschlag für einen PT1000, der fogende Widerstände im 
gewünschten Temperaturbereich aufweist:
1759R @200°C
1941R @250°C
2121R @300°C

Ein 0,1% 2 kOhm Widerstand würde gut passen. Ein passender Sensor mit 
Kabel: 
https://www.pollin.de/p/rauchgasfuehler-mit-sensor-pt1000-400-0c-180035 
oder bei anderen Anbietern.

von MaWin (Gast)


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H. Schlueter schrieb:
> Dann will ich einen Spannungsteiler mit einem 470Ohm Widerstand schalten

Dann fliessen an 5V ca. 10mA und führen zu 10mW am NTC was dessen 
Temperatur schon etwas verschiebt.

Ein 
https://www.reichelt.de/de/en/temperature-sensor-40-300-c-kty-84-130-p9604.html
ist da hochohmiger und linearer und macht die Auswertung leichter.

Pt1000 und Typ-K sind bei den Temperaturen noch unnötig, würden aber 
auch gehen, natürlich aus derselben Problematik der Eigenerwärmung nicht 
mit 2k im Spannungsteiler wie er:

m.n. schrieb:
> Ein 0,1% 2 kOhm Widerstand würde gut passen

sondern richtig

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

von m.n. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Pt1000 und Typ-K sind bei den Temperaturen noch unnötig, würden aber
> auch gehen, natürlich aus derselben Problematik der Eigenerwärmung nicht
> mit 2k im Spannungsteiler wie er:

@TO
Der Typ-K erwärmt sich nur durch die Umluft und der PT1000 ebenso, da er 
nur zur eigentlichen Messung aktiviert wird und seine Verlustleistung im 
µW Bereich liegt. Eigentlich eine ganz einfache Sache - nur nicht von 
jedem verstanden.

von Christian M. (likeme)


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Eine Nebelmaschine kostet.... viel weniger als du Material 
verwurschtelst.

von H. Schlueter (Gast)


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Keine gute.. Ich hab eine kaputtes Profi Gerät für wenig Geld gekauft 
und baue einen neuen Controller da der alte + die Pumpe kaputt waren.. 
Mit neuer Fernbedienungen und Extras..

von MaWin (Gast)


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m.n. schrieb:
> Eigentlich eine ganz einfache Sache - nur nicht von jedem verstanden.

Eigentlich ganz einfach:

"wird die Spannung an Vref nur bei Bedarf eingeschaltet; im einfachsten 
Fall schaltet der µC Vref am entsprechenden Pin ein. Selbst bei 
Belastung mit 15 mA, was für insgesamt sechs PT1000 reichen würde, liegt 
die Spannung noch bei Vcc-0,2 V."

Jeder halbwegs Informierte weiss dass 0.2V Unterschied zwischen 
Referenzspannung und am Spannungsteiler anliegender Spannung zu einem 
Messfehler jenseits von gut & böse führt.

Und so kurz einschalten geht auch nicht, der 100nF will auch erst 
aufgeladen sein, bis dahin ist der Pt1000 auch schon warm.

M.N., der hartnäckig Merkbefreite, mit LED ohne Vorwiderstand, Pt1000 
mit 2.5V, da lachen selbst die Chinesen über deutsches know how.

von Jester (Gast)


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H. Schlueter schrieb:

> Ich folgendes vor:
>
> Ich habe eine Temperatur-Widerstand Look-up-table gefunden, und daraus
> die Steinhart-Hart Koeffizienten für mein Programm berechnet. So weit so
> gut.

Soso - Du schätzen also die Koeffizienten eines Polynoms, wievielten 
Grades gleich noch mal? Und auf wieviele mK genau soll das dann gleich 
noch mal werden?

Eine Lookup-Tabelle benutzt man, um den uC da reinkucken zu lassen. Und 
wem das zu sehr nach Overkill riecht, der könnte untersuchen, ob es 
lohnt, den NTC mit einem Parallel-Widerstand zu linearisieren.

Das geht mit Papier und Bleistift - oder ganz profan per 
Tabellenkalkulation.

So weit also nicht so gut!

Christian M. schrieb:
> Eine Nebelmaschine kostet.... viel weniger als du Material
> verwurschtelst.

Wer braucht schon einen Nebelmaschine - und was ist das überhaupt für'n 
Ding?

von Paul (Gast)


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m.n. schrieb:
> Eine Mittelwertbildung ist überhaupt nicht erforderlich.

Und die erste Störeinkopplung bringt deine Steuerung/Regelung 
durcheinander....aber lass mich raten, dass hat der Typ im Arduino 
Turorial auch nicht gemacht...

Ich habe hier eine Platine liegen, mit ca. 40 Bauteilen, davon 5 ICs. 
Die funktioniert und macht was sie soll. Daneben liegt die gleiche 
Platine, nur mit 300 Bauteilen und immer noch 5 ICs. Die eine ist der 
Prototyp, die andere das fertige Produkt was auch durch den EMV Test 
musste. Dazwischen liegen Welten an Hardware und an der SW wurde auch 
gewerkelt um sie robuster zu machen. Und dann kommst du und sagst das 
man das nicht braucht, ohne die Ströungen in der Umgebung zu 
kennen....ganz großes Kino.

VG Paul

von m.n. (Gast)


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Paul schrieb:
> Und dann kommst du und sagst das
> man das nicht braucht, ohne die Ströungen in der Umgebung zu
> kennen....ganz großes Kino.

Die Verschwörungsvögel haben bei Corona scheinbar keine Gegner mehr und 
schlagen jetzt hier auf. Mir ist in der letzten Zeit klar geworden, daß 
15 - 20 % der Bevölkerung für rationale Argumente nicht zugänglich sind.
Damit müssen wird leider leben.

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