Habe hier ein Gerät (16 Kanal Thermocouple) von National Instruments "NI-9213": https://www.ni.com/docs/de-DE/bundle/ni-9213-specs/page/specs.html Dessen Thermoelemente, wenn ich das richtig sehe, mit Kupferdraht angeschlossen werden sollen (Im Dokument Ctrl+f: copper). Empfiehlt es sich da nicht eher, bis zum Sensor dasselbe Material zu benutzen, also bei Typ-K Sensor Nickel/Chrom-Nickel Draht? Oder gilt das nur, wenn über die unterschiedlichen Materialien einem Temperaturgefälle ausgesetzt sind? Angenommen, das Gerät kommt in ein Gehäuse, worin 10cm entfernt Typ-K-Buchsen zum Anschluss der eigentlichen Messleitungen eingebaut werden. Kann die Interne Verdrahtung zwischen Messwandler und Buchse dann mit Kupferdrähten erfolgen, da hier kein Temperaturgefälle vorliegt? Hab da irgendwie schwierigkeiten die Grafik aus der Wikipedia auf meine Situation umzumünzen: https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelektrizit%C3%A4t Grüße
Schau dir dies hier an, da ist die Temperaturmessung besser erklärt. Wenn der Kupferanschluss für beide Drähte gleich lang ist, dann ist auch ein interner Temperaturunterschied egal. Die im Kupfer erzeugten Thermospannungen heben sich auf. https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement
Janos P. schrieb: > Empfiehlt es sich da nicht eher, bis zum Sensor dasselbe Material zu > benutzen, Am Übergang Ni/NiCr auf Kupfer tritt die Thermospannung auf und muss mit der Klemmstellentemperatur kompensiert werden. Wenn der Übergang genau so warm ist wie die Stelle deren Temperatur der Regler misst, dann kann der Übergang auch entfernt vom Regler sein. Üblich ist ja Sensor im 600 GradC heissen Ofen, Klemmstelle und Regler ausserhalb und damit bei Raumtemperatur.
Michael B. schrieb: > Am Übergang Ni/NiCr auf Kupfer tritt die Thermospannung auf und muss mit > der Klemmstellentemperatur kompensiert werden. Dann schau auch du den von mir genannten Link an. Die Thermospannung tritt nicht am Übergang der beiden Materialien auf (das ist einfach nur eine leitende Verbindung), sondern zwischen Anfang und Ende der Leiter des Thermoelementes. Da die Materialien und damit die Thermospannungen unterschiedlich sind, ergibt sich eine Spannungsdifferenz die gemessen und weiterverarbeitet wird. Und natürlich muss die Vergleichstemperatur am bzw. in der Nähe des Thermoelementsteckers bekannt sein.
Loco M. schrieb: > Die Thermospannung tritt nicht am Übergang der beiden Materialien auf > (das ist einfach nur eine leitende Verbindung), sondern zwischen Anfang > und Ende der Leiter des Thermoelementes Versuchs noch mal. Physikgrundlagen.
Das Hauptproblem an Thermoelementen ist, sie können keine Temperatur messen, sondern nur Temperaturdifferenzen. Daher braucht es immer zusätzlich eine Absolutwertmessung an der Kaltstelle. Z.B. hat der AD595 eine solche Messung eingebaut. Damit möglichst fehlerarm gemessen werden kann, ist die Ausgleichsleitung vom Thermoelement möglichst direkt bis zum AD595 zu führen und auch nur über entsprechende Steckverbinder. https://www.analog.com/en/products/ad595.html Das Führen über Kupferleitungen ist prinzipiell auch möglich, sofern man an der Verbindungsstelle Ausgleichsleitung zu Kupfer den Kaltstellensensor (z.B. PT100) anbringt und mit zur Auswerteelektronik führt. Man braucht ab da also mindestens 4 Adern.
Jeder Materialuebergang zwischen verschiedenen (Metall-)Materialien erzeugt Thermospannungen. Wenn also eine Verlaengerungsleitung aus Kupfer verwendet wird, sollten die Anschluesse auf der gleichen Temperatur sein. Also Chromel & Alumel je mit Kupfer geschraubt oder gekrimpt und dann thermisch kurzgeschlossen.
Peter D. schrieb: > Das Hauptproblem an Thermoelementen ist, sie können keine Temperatur > messen, sondern nur Temperaturdifferenzen. > Daher braucht es immer zusätzlich eine Absolutwertmessung an der > Kaltstelle. Danke Peter, war mir bis jetzt gar nicht bewusst. Auch wenn ich es im Moment nicht brauche, das behalte ich mal im Hinterkopf. Du hast mir übrigens so toll geholfen mit dem Oszillator. Danke auch noch einmal dafür!
Manche Multimeter haben einen Typ-K Eingang aber keine Kaltstellenmessung. Die zeigen dann immer 20°C Raumtemperatur an, auch wenn Du schon Eiskristalle auf der Brille hast.
Loco M. schrieb: > Die Thermospannung tritt nicht am Übergang der beiden Materialien auf > (das ist einfach nur eine leitende Verbindung), sondern zwischen Anfang > und Ende der Leiter des Thermoelementes Da hast du etwas falsch verstanden. Die Thermospannung tritt einzig am Übergang zwischen zwei Metallen auf und hängt von den aufeinander treffenden Materialien und der Temperatur der Übergangsstelle ab. Der Leiter zwischen seinen Enden trägt selber überhaupt nichts dazu bei.
Rainer W. schrieb: > Loco M. schrieb: >> Die Thermospannung tritt nicht am Übergang der beiden Materialien auf >> (das ist einfach nur eine leitende Verbindung), sondern zwischen Anfang >> und Ende der Leiter des Thermoelementes > > Da hast du etwas falsch verstanden. > Die Thermospannung tritt einzig am Übergang zwischen zwei Metallen auf > und hängt von den aufeinander treffenden Materialien und der Temperatur > der Übergangsstelle ab. Der Leiter zwischen seinen Enden trägt selber > überhaupt nichts dazu bei. Leute, schaut doch einfach mal bei dem Link rein: https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement Seebeck-Effekt Als thermoelektrischen oder Seebeck-Effekt bezeichnet man das Auftreten einer elektrischen Spannung auf Grund eines Temperaturgefälles entlang eines elektrischen Leiters. Diese Spannung oder Potentialdifferenz ist eine Funktion der Temperaturdifferenz entlang des Leiters und für jedes Leitermaterial anders. Die Kennlinien sind nur näherungsweise linear. ...
Loco M. schrieb: > Leute, schaut doch einfach mal bei dem Link rein: > https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement > Seebeck-Effekt Überlege dir, was eine Störstelle ist. Dann überlege dir, ob eine Störstelle eher durch ein durchgehendes Stück gleichen Mazerials abgebildet wird, oder an der Stelle, an der unterscjiedliche Materialien aufeinander treffen. Dann frage dich weiter, warum gleiches eine Änderung bewirken sollte.
Moin, J. T. schrieb: > Loco M. schrieb: >> Leute, schaut doch einfach mal bei dem Link rein: >> https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement >> Seebeck-Effekt > > Überlege dir, was eine Störstelle ist. Dann überlege dir, ob eine > Störstelle eher durch ein durchgehendes Stück gleichen Mazerials > abgebildet wird, oder an der Stelle, an der unterscjiedliche Materialien > aufeinander treffen. > Dann frage dich weiter, warum gleiches eine Änderung bewirken sollte. Gleiches? Es gibt ja den Temperaturgradienten längs der beiden Leiter. Die Frage ist eher, wie man die eine von der anderen Interpretation unterscheiden kann. Praktisch läuft es ja auf das gleiche hinaus. Gruß, Roland
Also ich entnehme dem Michael B seiner Äußerung, daß man die Thermoelementmaterialien thermisch nah mit den (einander gleichen) Kabelmaterialien verbinden muß. Danach sei die Leiterverlängerung sofern symmetrisch unproblematisch. Wie stelle ich fest, ob die Thermoelementleitungen bereits aus gleichen (Leitungs-) Material sind oder noch die ursprünglichen Thermoelementmaterialien sind.
Man sollte vielleicht nicht vergessen das es Leute gibt die mit einem Thermoelement eine Temperatur von 600 bis 1000Grad messen und deren Anwendung ein Fehler von +/-20Grad vollkommen egal ist. .-) Vanye
Carypt C. schrieb: > Wie stelle ich fest, ob die Thermoelementleitungen bereits aus gleichen > (Leitungs-) Material sind oder noch die ursprünglichen > Thermoelementmaterialien sind. Bei Ausgleichsleitung haben beide Adern einen deutlich unterschiedlichen Widerstand.
Carypt C. schrieb: > Also ich entnehme dem Michael B seiner Äußerung, daß man die > Thermoelementmaterialien thermisch nah mit den (einander gleichen) > Kabelmaterialien verbinden muß. Du musst die Verbindung Ni/NiCr auf Kupfer an einer Stelle machen, die dieselbe Temperatur hat, die die Kaltstellenkompensation im Messgerät misst. Wenn beides im Raum und nicht im Ofen ist, ist es vielleicht nicht gradgenau, aber gut. Da keiner weiss, was du messen musst, kann man über die Umgebungsbedingungen nur raten.
Ausgleichsleitung ist ähnliches Material Thermoleitung ist aus gleichem Material.
Ich hänge mich an diese Diskussion mal ran. Ein ähnliches Problem erwartet mich derzeit. Folgendes Szenario: Wir bauen ein "Gerät" das Thermospannung misst und die Temperatur anzeigt. Temperaturbereich sind 200-300 Grad. Die Temperatur am Steckverbinder vom Gerät wird ebenso gemessen. Soweit so gut. Nun möchte der Kunde das wird unsere Geräte kalibrieren. Er möchte das die Temperatur 1-2 Grad genau erfasst wird. Ich halte dies fast für unmöglich. 1. Der Temperatursensor der Kaltstelle sitzt ja nicht im Stecker am Pin. Sondern nur so nah wie eben möglich. 2. Gibt es zwischen dem Gerät und dem Thermoelement ein Verlängerungskabel und mehrere Stecker. Manchmal mit Ausgleichleitung, manchmal ohne. Aber immer mit normalen Steckverbindern. 3. Kann das Gerät für alle/viele Thermoelemente genutzt werden. Was wir machen: mit einem Fluke 714B das ganze Gerät "kalibrieren" Aber gibt es noch Möglichkeiten das ganze zu überprüfen? Wie soll ich nachweisen das ein Gerät richtig misst, wenn die gesamte Fehlerkette dahinter kommt?
John P. schrieb: > kalibrieren. Er möchte das die Temperatur 1-2 Grad genau erfasst wird Nun ja, du kannst nur zusichern, was du auch lieferst, nicht 'irgendein' Kabel dazwischen. Scheinbar ist das Gerät für verschiedene Thermoelemente. Typ K hat ab 250 GradC bis 5 GradC Hysterese, da kannst du 1 GradC schon mal vergessen. https://www.tcgmbh.de/thermoelemente/typ-k-thermoelemente.html Die Kaltstellenkompensation ist sicher nur dann besser als 1 GradC, nämlich 0.1 GradC, wenn sie thermisch direkt am Metallsteckkontakt hängt. Normalerweise macht man sich bei Thermoelementen nicht so einen Kopf. Kaltstellenkompensation wird ersetzt durch 'das Messgerät hat sowieso zwischen 20 und 25 GradC und wen jucken 5 GradC bei 400 Grad C Messtemperatur', die Ausgleichsleitungen und Stecker gelten als genau so warm/kalt wie das Messgerät weil ausserhalb des geheizten Raumes. Nur 1 GradC genau wird man damit nicht, man freut sich, meist 10 GradC genau zu messen.
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> 1. Der Temperatursensor der Kaltstelle sitzt ja nicht im Stecker am Pin. > Sondern nur so nah wie eben möglich. Aber hoffentlich in einem Gehaeuse, eventuell noch mit einem Klebeblop drauf. > Verlängerungskabel und mehrere Stecker. Manchmal mit Ausgleichleitung, > manchmal ohne. Aber immer mit normalen Steckverbindern. Ab da ist es dann aber illusorisch geworden... Vanye
John P. schrieb: > Temperaturbereich sind 200-300 Grad. > Die Temperatur am Steckverbinder vom Gerät wird ebenso gemessen. > > Soweit so gut. Nun möchte der Kunde das wird unsere Geräte kalibrieren. > Er möchte das die Temperatur 1-2 Grad genau erfasst wird. Ohne weiteres moeglich, aber sinnlos: Konvektion, Strahlung, Alterung Deines Sensors sind Fehlerquellen bei Deiner Messung. Musst Du die Temperatur einer Fluessigkeit oder eines Festkoerper bestimmen? Wieviel Geld hast und wie haeufig musst Du das messen? Und die drei Feinde der Physik: irreversibel, nicht-linear und fern ab des Thermodynamischen Gleichgewichtes bekommst Du kostenlos dabei. > Ich halte dies fast für unmöglich. Noe. Wenn Du zwischen dem Thermoelement und der Referenzstelle (Eiswasser im Dewar) immer gleiche Steckverbinder, Kabellaenge, gleiche Temperatur (der Kontaktstellen) verwendest, geht das. dT ist ca. 250K, das ist bei k-Thermoelement (Nickel-Chrom / Nickel-Aluminium) ca. 10mV. The Rub ist natuerlich den Unterschied zwischen 250°C und 252°C zu messen, 100uV (100Mikrovolt) ist in der Groessenordnung der Spannung beim EEG. Ich wuerde an Deiner Stelle aber einen neuen Thread aufmachen.
In einem früheren Leben habe ich in einem Kalibrierlabor mal meine Diplomarbeit über das Kalibrieren bzw den Aufbau eines Kalibrierplatzes von Temperatursensoren mit Schwerpunkt Thermoelemente gemacht. 1-2 Grad mit TE absolut im Bereich 200-300 Grad ist möglich, wenn (!) 1.) Das Erfassungsgerät mit bekannter Unsicherheit die Thermospannungen und die Temperatur der 'Cold Junction' (also am Stecker) messen kann. Und die Unsicherheiten (Drift, Temperatur, ... ) sollten da schon auf Temperatur umgerechnenauf kleiner 1° kommen. 2.) Das TE individuell mit dem Gerät in dem Temperaturbereich kalibriert wird. (Normale Specs guter TE liegen bei 1K + 1%) 3.) Die Messunsicherheitsbetrachtung es dann herbibt. Danach sollte das TE aber nicht mehr groß gebogen werden! Und da die Thermospannung über den Temperaturgradienten entlang des TE ensteht, wäre auch eine Prüfung der Homogenität entlang des TE sinnvoll. ZB. Fühlerende des TE auf den Stecker am Messgerät kleben (Zeigt Steckertemp.) und dann mal mit einem Heißluftföhn entlang des TE gehen. Den Test kann man auch schön den Anwendern mit alten verbogenen TEs (gerne 5+x Meter lang) zeigen. Da kommen gerne mal +-5K zusammen BTDT. Mit zusätzlichen Ausgleichsleitungen und Steckern halte ich das für fast unmöglich. (Bei Typ K sind 2° etwa 90µV andere Typen liegen darunter) Bei 300°C würde ich auch Alterungseffekte in den TE auf die Dauer nicht ausschließen (Hängt auch vom TE ab). 200-300 °C sind aber sehr gut und genau mit Pt100 zu messen. Zum Schluß noch die Anmerkung, das der Temperaturfühler immer die Temperatur ausgibt, die es fühlt. Das kann aber muss nicht die Temperatur sein die einen interessiert! ;) Bei 300°C sind je nach Ofen und Kontaktierung 2 Grad ruckzuck durch Gradienten weg...
Henrik V. schrieb: > 2.) Das TE individuell mit dem Gerät in dem Temperaturbereich kalibriert > wird. (Normale Specs guter TE liegen bei 1K + 1%) Genau das ist in der Anwendung nicht der Fall. Bzw müsste dann vom Kunden individuell für jedes TE druchgeführt werden. Michael B. schrieb: > Nur 1 GradC genau wird man damit nicht, man freut sich, meist 10 GradC > genau zu messen. So hab ich es bisher auch gesehen. Michael B. schrieb: > Nun ja, du kannst nur zusichern, was du auch lieferst, nicht 'irgendein' > Kabel dazwischen. Geliefert wird nur das Gerät zur Anzeige/Messung der TE. Der Kunde kann einstellen welches TE (K, J, L,....) Die TE's stammen von unterschiedlichen Herstellen. Und zu Zuleitung vom Messgerät zum TE wird vom Kunden oder Drittanbietern hergestellt.
John P. schrieb: > Geliefert wird nur das Gerät zur Anzeige/Messung der TE. Dann spezifizierst du die Genauigkeit ausgehend von der Eingangs-Klemmenspannung und der Kaltstellengenauigkeit, beides muss natürlich deutlich besser als 1 GradC sein, z.B. 0.15 , damit der Kunde 1 GradC erreichen kann wenn er von da an alles richtig macht.
Die Nichtlinearität der TC Sensoren wurde hier noch gar nicht erwähnt. Wer es richtig machen und genau sein will: https://its90.nist.gov/InvFunctions Wobei mit guten TC i.A. nicht besser als mit 1K Abweichung gemessen werden kann. Die üblichen haben 2.5K Toleranz.
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