Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Präzise Temperaturmessung mit langer Leitung


von Jemin K. (jkam)


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Ich habe eine Anwendung, wo ich an 6 Stellen eine Temperatur in einem 
leicht aggressiven, flüssigen Medium messen muss. Wichtig wäre dabei, 
dass die Auflösung gleich oder besser 0.1 °C ist und die Linearität 
zwischen 5 und 35 Grad besser als 0.2 °C. Ob der Wert an sich richtig 
ist, ist egal, er sollte nur durch eine 15 m Länge Leitung gut zu messen 
sein, ohne dabei allzu sensitiv auf Temperaturänderungen der Leitung zu 
reagieren. Ich vermute mal, dass ich mit Pt100/0 da nicht so gut 
dastehe. Wie sieht's denn mit Thermoelementen aus? Oder doch lieber 
gleich digital?

von Cyblord -. (cyblord)


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Die lange Strecke digital und den letzten Meter beliebig nach 
Anforderungen.

von H. H. (hhinz)


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Jemin K. schrieb:
> leicht aggressiven, flüssigen Medium

Wohl ein geheimes.

von Thomas F. (igel)


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von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Bei einer Drei- oder noch besser Vierleiter-Messung sind auch Pt100(0) 
eigentlich kein Problem.

Wenn du dich um das analoge Frontend selber kümmern musst, sind 
Thermoelemente aufgrund der notwendungen Kaltstellenkompensation ein 
bisschen aufwendiger.

"Industriestandard" wäre ein Transmitter auf Stromschleife (4...20mA) so 
früh wie möglich nach dem eigentlichen Sensorelement. Der Stromschleife 
sind dann Leitungslängen und -widerstände auch egal.

Digital geht natürlich auch immer, wenn du passende Sensoren in deiner 
benötigten Genauigkeit findest.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jemin K. schrieb:
> wo ich an 6 Stellen eine Temperatur in einem leicht aggressiven,
> flüssigen Medium messen muss.
Womit bzw. wofür messen? Wird die Temperatur sowieso digitalisiert? Soll 
die Temperatur "eigentlich" nur angezeigt werden?

von Falk B. (falk)


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Jemin K. schrieb:
> Ich habe eine Anwendung, wo ich an 6 Stellen eine Temperatur in einem
> leicht aggressiven, flüssigen Medium messen muss. Wichtig wäre dabei,
> dass die Auflösung gleich oder besser 0.1 °C ist und die Linearität
> zwischen 5 und 35 Grad besser als 0.2 °C.

Klingt nach Bio oder Chemie.

> Ob der Wert an sich richtig
> ist, ist egal, er sollte nur durch eine 15 m Länge Leitung gut zu messen
> sein, ohne dabei allzu sensitiv auf Temperaturänderungen der Leitung zu
> reagieren.

Das macht jeder Temperatursensor, der diesen Namen verdient.

> Ich vermute mal, dass ich mit Pt100/0 da nicht so gut
> dastehe.

Warum nicht? Das ist der Standard. Dazu Vierdrahtmessung und gut. 
Braucht halt einen passenden ADC mit Eingangsschaltung dazu.

> Wie sieht's denn mit Thermoelementen aus?

Die sind in dem Temperaturbereich zwar möglich, aber eher nicht so 
genau.

>Oder doch lieber
> gleich digital?

Geht auch.  Die DS28S20 bzw. DS28B20 gibt es vergossen im Edelstahlrohr, 
die sind auch sehr genau und linear (wenn es keine Chinafälschungen 
sind).

von H. H. (hhinz)


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Falk B. schrieb:
> DS28S20 bzw. DS28B20

DS18...

von Rainer W. (rawi)


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Jemin K. schrieb:
> ... er sollte nur durch eine 15 m
> Länge Leitung gut zu messen sein, ohne dabei allzu sensitiv auf
> Temperaturänderungen der Leitung zu reagieren. Ich vermute mal, dass ich
> mit Pt100/0 da nicht so gut dastehe.

Da vermutest du falsch. Beschäftige dich einmal mit dem Prinzip des 
4-Leiter-Anschlusses. Der würde genau erdacht, um den Einfluss der 
Leitungen aus der Messung heraus zu halten.

von H. H. (hhinz)


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LM35 käme wohl auch in Frage, gibts auch fertig gekapselt.

von 900ss (900ss)


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H. H. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> DS28S20 bzw. DS28B20
>
> DS18...

Dachte auch gerade: oh, hab ich was verpasst? ;)

von Michael B. (laberkopp)


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Jemin K. schrieb:
> Ich vermute mal, dass ich mit Pt100/0 da nicht so gut dastehe

Doch, durchaus üblich, dafür gibt es 3 bzw. 4-Leiter Technik.

Simpel mit Differential ADC messbar
1
 +5V     +5V
2
  |       |
3
 4k7  +-------+
4
  |   |       |
5
  | +-|CH1+   |
6
  |/  |       |
7
Pt100 |       |
8
  |\  |       |
9
  | +-|CH1-   |
10
  |   |       |
11
  | +-|CH2+   |
12
  |/  |       |
13
Pt100 |       |
14
  |\  |       |
15
  | +-|CH2-   |
16
  |   |MCP3424|
17
  | +-|CH3+   |
18
  |/  |       |
19
Pt100 |       |
20
  |\  |       |
21
  | +-|CH3-   |
22
  |   |       |
23
  +---|CH4+   |
24
  |   |       |
25
 100R |       |
26
  |   |       |
27
  +---|CH4-   |
28
  |   +-------+
29
  |       |
30
 GND     GND
aus https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

Vorteil: die Sensoren sind austauschbar ohne neukalibrierung weil im 
Rahmen ihrer Klasse absolut genau.

von Jemin K. (jkam)


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Ja ich Depp, PT100 geht natürlich auch als 4-Leiter. Die aktuellen die 
er hat sind 2x 3-Leiter. Da nehme ich einfach das, ist am einfachsten.

H. H. schrieb:
> Wohl ein geheimes.
Nö. Eine Algenlösung in einem Bioreaktor mit Sonnenkollektor und den 
angeschlossenen Leitungssystemen. Relativ hoher Gehalt an diversen 
Salzen, daher ist es nicht völlig unkorrosiv.

Lothar M. schrieb:
> Womit bzw. wofür messen? Wird die Temperatur sowieso digitalisiert? Soll
> die Temperatur "eigentlich" nur angezeigt werden?

Die Messung dient nur der Überwachung der schon vorhandenen 
Regelautomatik und zur Identifizierung/Verminderung von Wärmeverlusten 
im System. Es reicht theoretisch eine Anzeige, wenn es aufgezeichnet 
wird, umso besser.

von H. H. (hhinz)


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Jemin K. schrieb:
> Eine Algenlösung in einem Bioreaktor mit Sonnenkollektor und den
> angeschlossenen Leitungssystemen. Relativ hoher Gehalt an diversen
> Salzen, daher ist es nicht völlig unkorrosiv.

Für Chromstahl und übliche Kunststoffe wohl kein Problem.

Aber austretende Weichmacher könnten ein Problem für die Algen sein.

von Bruno V. (bruno_v)


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Jemin K. schrieb:
> Ja ich Depp, PT100 geht natürlich auch als 4-Leiter. Die aktuellen die
> er hat sind 2x 3-Leiter. Da nehme ich einfach das, ist am einfachsten.

also 3-Leiter? PT-100-Auswertung geht mit 2, 3 oder 4 Leitern. Für die 3 
Arten sind 3 verschiedene Auswertungen notwendig. Also aufpassen beim 
Anschließen. (Ich habe schon Dreileiter-Sensoren an Vierleiter-Eingängen 
gesehen, mit Brücke. )

von Jemin K. (jkam)


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Da die Kabel im System nicht gleich lang sind, zeigen beide Sensoren 
kleine Abweichungen, trotz 3-Leiter. Man nutzt ja nur die höhere 
Leitfähigkeit des Schirms aus, aber hat nicht plötzlich eine echte 
4-Leiter Messung. Wenn der Schirm effektiv 0.75mm2 hat, sind es immerhin 
schon 0.3 Ohm auf 15 m. Da die Algen in Wasser schwimmen, und Wasser 
eine hohe spezifische Wärmekapazität hat, ist eine Abweichung von 0.1 K 
im Fluss von 1000 l/h halt auch schon mehr als ein kW Leistung die 
reinkommt oder rausgeht... Deshalb muss der Sensor halt eine hohe 
Auflösung und eine hohe Langzeitstabilität haben.

von Michael B. (laberkopp)


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Jemin K. schrieb:
> . Man nutzt ja nur die höhere Leitfähigkeit des Schirms aus,

Nein, im Gegenteil, alle 3 Leiter sollten denselben Widerstand haben.

von Rainer W. (rawi)


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Jemin K. schrieb:
> Da die Kabel im System nicht gleich lang sind, zeigen beide Sensoren
> kleine Abweichungen, trotz 3-Leiter. Man nutzt ja nur die höhere
> Leitfähigkeit des Schirms aus, aber hat nicht plötzlich eine echte
> 4-Leiter Messung.

Unsinn.
Bei der 3-Leiter-Mrssung müssen alle drei Leiter die selbe Länge und den 
selben Querschnitt haben, damit alle drei Leiter den gleichen Widerstand 
haben. Dann werden zwei Messungen durchgeführt (1: 2 Leitungen, 2: 2 
Leitungen mit Pt100 dazwischen). Die Differenz ist der Widerstand des 
reinen Pt100 ohne Leitungswiderstände.

So schwierig ist es doch nicht, sich im Internet eine Seite zu suchen, 
auf der die Theorie hinter den Messprinzipien nachzulesen ist.

von Jemin K. (jkam)


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Öhm, ja, hier ist zum Beispiel so eine "Seite im Internet". Zudem wird 
man hier noch angeranzt, wenn man etwas neues lernen möchte!

Ich muss mal schauen ob das mit der 3-Leitermessung wirklich so 
umgesetzt wird in dem System, oder ob da möglicherweise nicht einfach 
auf Leiter 1 ein Strom geprägt wird gegen Gnd und dann am Leiter 2 nur 
die Messung stattfindet...

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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wieso nicht einen PT1000 anstatt des PT100, der PT1000 löst durch die 
steilere Kennlinie genauer auf. Und gerade bei längeren Kabeln macht das 
einen Unterschied zudem ist die Eigenerwärmung durch den Messstrom 
geringer.

https://s8b8d6a7.rocketcdn.me/wp-content/uploads/2020/06/Kennlinie_Pt100Pt1000_2.png
https://s8b8d6a7.rocketcdn.me/wp-content/uploads/2018/09/26_Pt100-oder-Pt1000_Tabelle.jpg

: Bearbeitet durch User
von Schorsch M. (schorschm)


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Ich würde den ganzen Hassle mit analoger Technik und 
Leitungsbeeinflussung umgehen und den 18b20 nehmen.

Die kann man auf einem Bus alle parallel schalten und in einem zwar 
alten, aber immernoch wunderbaren Programm loggen:
https://www.mrsoft.fi/ohj01en.htm

von Wolf17 (wolf17)


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Jemin K. schrieb:
> 0.3 Ohm auf 15 m... ... Deshalb muss der Sensor halt eine hohe
> Auflösung und eine hohe Langzeitstabilität haben.

Analoge Sensoren haben keine "Auflösung"

Geht es hier nur um ein anzeigen der Temperatur auf einem kleinen 
Display, oder wo sollen die Werte weiterverarbeitet/gespeichert werden?
Das entscheidet, ob digitale Sensoren sinnvoll sind.

Anmerkungen:
Zuerst klären, welche Sensorhüllen mechanisch/chemisch zur Verfügung 
stehen, und ob es die preiswert mit Sensor gibt. Die thermische 
Ankopplung an das Medium darf man nicht vernachlässigen!
Gut langzeitstabil und handhabbar sind PT1000. Wie größ ist das Budget? 
Reicht es für PT1000? Wenn nicht, es gibt billige Anzeigen mit 
Thermistoren. Notfalls kann man die vor Einbau thermisch altern.
Wie viele mK Drift in 1000h bei welcher Temperatur ist akzeptabel?
Wenn es schon nicht auf absolute (=rückführbare) Genauigkeit, sondern 
nur auf Kurzzeitänderung ankommt, kann man die Anzeigen nicht alle paar 
Monate auf Gleichgang justieren?
Kabellängen: Drei und Vierdrahtmessung wurde schon erwähnt, teure 
Anzeigen haben sowas. Bei PT1000 langt Zweidrahtanschluss.
Ein PT1000 Klasse B darf bei 40°C 0,5K abweichen. 10m NYM 1,5qmm erhöhen 
bei Zweidrahtanschluss die Anzeige um 0,06K, was egal ist, da für einen 
Anzeigegleichlauf sowiso eine Justierung notwendig ist. Bei einem 10k 
Thermistor kann man einige 10m 1,5qmm Kabellänge vernachlässigen.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7749636 wurde vom Autor gelöscht.
von Thomas B. (thombde)


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Da gab es mal was mit LM334 Stromquelle.
Wurde als Temperatursensor Zweckentfremdet.
Spannungsreferenz war REF200.
Temperaturmessvorsatz für DVM.
Weiß jetzt nicht genau wo das war, Elrad, Elektor, PE oder sonst wo.
Da konnte man auch mal 20 Meter Kabel dran klemmen.
Anbindung ist recht niederohmig.
Messfehler war recht gering.
Ich meine +- 0,5 Grad.
Will mich da aber nicht festlegen.
Ist natürlich analog.
Wenn es den TO interessiert, blättere ich mal die 100 Zeitschriften 
durch.


PS:
Habe es gefunden.
Nicht REF200 sondern  REF02.
Ist aus Elektor7-8 1991.

Ich stelle das mal hier rein.
Ich hoffe kriege keinen ärger.
Obwohl 1991...

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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klar hat ein analoger Sensor keine Auflösung. Er hat dann eben einen 
geringe Signalspannung(hub) und irgendwann muss das Signal durch einen 
ADC und ein normaler µC hat da eben meist nur einen 8, 10 oder 12 bit 
ADC und da läßt sich dann keine gute Auflösung zaubern außer durch 
extremes Oversampling.

von Rainer W. (rawi)


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Wolf17 schrieb:
> Analoge Sensoren haben keine "Auflösung"

Natürlich haben die eine Auflösung.

Die Auflösung bei analogen Sensoren ist durch deren Rauschen und die 
Zeitauflösung gegeben, weil die Zeitauflösung die maximale 
Mittelungszeit festlegt und dadurch das Rauschen des Ausgangssignals 
nicht weiter verringert werden kann. Zwei Messwerte, die sich um weniger 
als die Rauschamplitude unterscheiden, lassen sich nicht mehr 
zuverlässig als verschieden erkennen. Das nennt man wohl Auflösung.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Jemin K. schrieb:
> Öhm, ja, hier ist zum Beispiel so eine "Seite im Internet".

Zur Funktionsweise der 3-Leiter-Messung muss man nicht in einem Forum 
fragen. Die Theorie dazu gibt es auf vielen Web-Seiten. Man muss einfach 
nur lesen. Die Seiten findet sogar Google, wenn man sich ein ganz klein 
wenig Mühe mit den Suchbegriffen gibt. Ich traue sogar dem ChatGPT zu, 
dass er die Theorie reproduziert bekommt und in einen schönen Text 
verpacken kann, probiert habe ich es allerdings nicht.

von Jemin K. (jkam)


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Ich hatte nicht gesucht, weil ich naiv nur 2- und 4-Leiter kannte und 
einfach Mal bezweifelt hatte, dass irgendwelche Chinamesswandler mit 
3-Drahtanschluss Eingänge zwischen Erregung und Messung umschalten. 
Arroganz und Betriebsblindheit. Mea culpa. ChatGPT hatte ich nicht 
gefragt...
PT1000 ist natürlich besser, stimmt. Für PT100 gibt's allerdings relativ 
preiswerte 4-Kanal Modbus Wandler, das wäre natürlich auch eine Idee...

: Bearbeitet durch User
von Bruno V. (bruno_v)


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Jemin K. schrieb:
> Man nutzt ja nur die höhere
> Leitfähigkeit des Schirms aus, aber hat nicht plötzlich eine echte
> 4-Leiter Messung.

4-Leiter: 2*Versorgung, 2*Kelvin-Ankopplung der Messleitung.

3-Leiter: Durch eine geschickte OP-Schaltung wird der Spannungsabfall 
der einen Versorgung quasi "doppelt" abgezogen. Wenn die Leitungen 
gleich lang und dick sind (was sie sind), wird der "Kupfer-Widerstand" 
rausgerechnet. Kontaktwiderstände auf der einen oder anderen Seite 
können das Ergebnis in beide Richtungen verfälschen.

3-Leiter ist dank Massebezug recht einfach zu bauen.

Jemin K. schrieb:
> ist eine Abweichung von 0.1 K

Wenn es Dir nur um Temperatur-Differenzen geht, dann nimmt man zwei 
Thermoelemente, die gegensinnig verschaltet sind (M1, M2). 
Thermoelemente bekommst Du als Draht von der Rolle und im geschützten 
Gehäuse.
1
  ________
2
 /        \
3
M         MS1 
4
 \____    ||
5
      \   ||
6
      |   || 
7
      |   ||
8
      |   MS2
9
      \___/

Das eine Kabel --- ist z.B. das grüne, das andere === das weiße. Am 
Messgerät kommen dann zwei grüne an. Allerdings sind das bei 0.1K nur 
wenige µV (einstellig). Da braucht es eine gutes Multimeter zur 
Auswertung.

: Bearbeitet durch User
von Werner H. (werner45)


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Thermoelemente sind deswegen im unteren Temperaturbereich grundsätzlich 
schlecht. µV-Messungen bei 15 m Kabel?
Thermoelemente sind hervorragend im oberen Temperaturbereich 500 - 2000 
°C, da werden viele mV erzeugt.

von Hermann W. (hermannw)


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Thomas B. schrieb:
> Da gab es mal was mit LM334 Stromquelle.

Ich wundere mich, dass der so selten eingesetzt wird. Ich nutze ihn seit 
Jahren ohne Genauigkeitsverlust. Der große Vorteil ist die beliebige 
Leitungslänge und besonders die einfache Kalibrierung.
Ich hatte das mal hier beschrieben:
Beitrag "Re: Kennlinie unbekannter Temperatursensoren"

von Bruno V. (bruno_v)


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Werner H. schrieb:
> Thermoelemente sind hervorragend im oberen Temperaturbereich 500 - 2000
> °C, da werden viele mV erzeugt.

Naja, die 0,04Ohm beim PT100 sind auch nicht einfach. Bei 1mA wären das 
40µV. Allerdings mit 0.1V Offset dazu + 2 * Absolutfehler.

0.1K absolut ist halt recht sportlich (auch wenn der TO nur die 
Differenz der beiden braucht)

von Jemin K. (jkam)


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> Thomas B. schrieb:
>> Da gab es mal was mit LM334 Stromquelle.

Äußerst interessant, aber so ganz habe ich die Schaltung noch nicht 
verstanden... Die LM334 ist doch nur der Lieferant für den Strom, oder, 
und nicht der Temperatursensor, richtig?

von Jemin K. (jkam)


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Bruno V. schrieb:
> Naja, die 0,04Ohm beim PT100 sind auch nicht einfach.

Eben, eben. Im Moment machen die meisten Messwerte irgendwie keinen 
Sinn. Wir haben mit relativ guten Thermometern mit Thermoelement 
nachgemessen, aber heute so, morgen so. Irgendwie sind da immer komische 
Fehler von um die 0.1 - 0.2 K drin, wo wir nicht so recht wissen, wo 
genau die herkommen. Es bräuchte einfach mehr Sensoren an mehr Stellen 
im System, die eine möglichst gleichbleibende Messung ermöglichen. Am 
Anfang kann ich sie alle auf eine Kupferplatte schrauben und abgleichen, 
nur wenn die aus irgendwelchen Gründen dann auseinanderlaufen, bringt es 
halt alles nix.

von H. H. (hhinz)


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Jemin K. schrieb:
> Irgendwie sind da immer komische
> Fehler von um die 0.1 - 0.2 K drin,

Dir ist schon klar, dass Temperaturmessung keine einfache Sache ist? 
Schon ein paar Millimeter Abstand können da solche Temperaturdifferenzen 
haben, auch in bewegtem Wasser.

von Harald W. (wilhelms)


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Jemin K. schrieb:

>> Naja, die 0,04Ohm beim PT100 sind auch nicht einfach.
>
> Eben, eben. Im Moment machen die meisten Messwerte irgendwie keinen
> Sinn. Wir haben mit relativ guten Thermometern mit Thermoelement
> nachgemessen, aber heute so, morgen so. Irgendwie sind da immer komische
> Fehler von um die 0.1 - 0.2 K drin, wo wir nicht so recht wissen, wo
> genau die herkommen. Es bräuchte einfach mehr Sensoren an mehr Stellen
> im System, die eine möglichst gleichbleibende Messung ermöglichen. Am
> Anfang kann ich sie alle auf eine Kupferplatte schrauben und abgleichen,
> nur wenn die aus irgendwelchen Gründen dann auseinanderlaufen, bringt es
> halt alles nix.

Nun, Messungen mit PT100 und Genauigkeit besser 1K sind zwar anspruchs-
voll, aber technisch durchaus möglich. BTDT. Vielleicht solltest Du da
eher ein fertiges Messinstrument kaufen. Vierleitermessung und Thermo-
spannungskompensation sollte man dann aber schon machen. Dann sind auch
Leitunslängen >15m machbar.

von Thomas B. (thombde)


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Jemin K. schrieb:
>> Thomas B. schrieb:
>>> Da gab es mal was mit LM334 Stromquelle.
>
> Äußerst interessant, aber so ganz habe ich die Schaltung noch nicht
> verstanden... Die LM334 ist doch nur der Lieferant für den Strom, oder,
> und nicht der Temperatursensor, richtig?

Der Strom ändert sich proportional zur Temperatur.
Wenn Du den Strom durch einen passenden Spannungsteiler schubst erhält 
man eine Spannung in mV pro Kelvin.
Wichtig ist auch die Referenzspannung, da sollte man aber auch nicht 
drann sparen.

Im Datenblatt wird das auch beschrieben.

PS:
Das teuerste ist allerdings die Spannungsreferenz.
Der REF02 kostet schon mal 12Euro.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Jemin K. schrieb:
> Die LM334 ist doch nur der Lieferant für den Strom, oder, und nicht der
> Temperatursensor, richtig?

Hast du einmal ins Datenblatt geguckt?
Die Fußnote 3 auf S.3 verrät dir, dass der Strom proportional zur 
Temperatur ist.
"(3) ISET is directly proportional to absolute temperature (°K). ISET at 
any temperature can be calculated from: ISET = Io (T/To) where Io is 
ISET
measured at To (°K)."

: Bearbeitet durch User
von Bruno V. (bruno_v)


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Jemin K. schrieb:
> Wir haben mit relativ guten Thermometern mit Thermoelement
> nachgemessen, aber heute so, morgen so.

Wasser ist ein miserabler Wärmeleiter und schichtet sich. Der erste 
Schritt wäre also ein hochgenaues Thermometer mit >= 10 Messungen pro 
Sekunde und das mal 1h beobachten. Die "Streuung" (einfach mit Excel 
grafisch darstellen) ist Deine Messunsicherheit zwischen 2 Messungen, 
unter die Du technisch nicht kommen kannst. Wenn es an der gleichen 
Stelle so inkonstant ist, wie soll es an 2 unterschiedlichen Stellen die 
nicht korrelieren genauer werden.

von Jemin K. (jkam)


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Das Wasser fließt ja relativ schnell (0.1 bis 1 m/s) durch die Rohre. 
Die Messungen an sich sind immer sehr stabil, ca. bis zur zweiten 
Nachkommastelle. Aber am nächsten Tag ist an einer Stelle, die gestern 
noch gleich warm wie eine andere war, plötzlich eine leicht höhere oder 
niedrigere Temperatur. Deshalb ja die Idee, fest verbaute Sensoren an 
immer exakt der selben Stelle, mit denen man zumindest eine geringere 
Streuung misst, auch wenn die absoluten Werte nicht stimmen.

von Johnny B. (johnnyb)


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Für sowas (PT100, PT1000) mag ich die Teile von Analog Devices, welche 
das komplette Analog-Frontent inkl. Stromquelle, Verstärker und 
AD-Wandler schon integriert haben wie z.B. den AD7124.
https://www.analog.com/en/products/ad7124-4.html

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Jemin K. schrieb:
> leicht aggressiven, flüssigen Medium

Gülle. Man muss nicht alles wissen.

von Bruno V. (bruno_v)


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Jemin K. schrieb:
> Das Wasser fließt ja relativ schnell (0.1 bis 1 m/s) durch die Rohre.

Oh, "Fluss" hier
Jemin K. schrieb:
> Da die Algen in Wasser schwimmen, und Wasser
> eine hohe spezifische Wärmekapazität hat, ist eine Abweichung von 0.1 K
> im Fluss von 1000 l/h halt auch schon mehr als ein kW Leistung die
> reinkommt oder rausgeht... Deshalb muss der Sensor halt eine hohe
> Auflösung und eine hohe Langzeitstabilität haben

hat mich in die Irre geführt. Da die Angabe der Leistung völlig daneben 
lag (es sind etwa 100 W, nicht 1 kW), habe ich das wohl nicht sorgfältig 
gelesen.

Jemin K. schrieb:
> Deshalb ja die Idee, fest verbaute Sensoren an
> immer exakt der selben Stelle,

Moment: Rohre und unbestimmte Positionen schließen sich aus. Entweder 
ist das Rohr offen (dann ist es eher eine Rinne) oder messt an der 
Rohrwandung. Das wäre eine komplett andere Aufgabe und auch die 
Messfehler sind ganz anders gelagert. Aber dann messt ihr ja auch nicht 
im Medium.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Bruno V. schrieb:
> Wasser ist ein miserabler Wärmeleiter und schichtet sich.

Solange du keine Wärme einbringst, gibt es auch keine Gradienten. Wenn 
man die Schichtung erfassen will, braucht man entsprechend viele 
Sensoren oder muss ausreichen vorsichtig Profile messen. Wenn man keine 
Schichtung haben möchte (z.B. in einem Kalibrierbad) muss man Turbulenz 
erzeugen, die Schichtungen aufbricht (Umrühren).
Mit einem vernünftigen Kalibrierbad kommt man damit auf eine Homogenität 
im Medium von wenigen mK.

von Bruno V. (bruno_v)


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Rainer W. schrieb:
> Solange du keine Wärme einbringst, gibt es auch keine Gradienten.

Leider habe ich seit dem letzten Post des TO überhaupt keine Vorstellung 
von seinem Aufbau. Es sollen Rohre sein, variable Messstellen und das 
Thermometer im Medium. Ich sehe nicht, wie Thermometer individuell in 
ein durchströmtes Rohr gehalten werden können.

(Rohrdurchmesser nach den Angaben (1000l/h @ 0.1..1m/s) etwa 1cm [0,5 
... 2])

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thombde)


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Hermann W. schrieb:
> Thomas B. schrieb:
>> Da gab es mal was mit LM334 Stromquelle.
>
> Ich wundere mich, dass der so selten eingesetzt wird. Ich nutze ihn seit
> Jahren ohne Genauigkeitsverlust. Der große Vorteil ist die beliebige
> Leitungslänge und besonders die einfache Kalibrierung.
> Ich hatte das mal hier beschrieben:
> Beitrag "Re: Kennlinie unbekannter Temperatursensoren"

Welche Genauigkeit bekommt man mit dem Lm334 geliefert?
Als Spannungsreferenz hätte ich LT1021, ok ist vielleicht Overkill...
(Analog mit DVM nur als Anzeige).

Gruß
Thomas

PS:
Wenn man so darüber nachdenkt, ist das alles Haarspalterei.
Wenn ich jetzt 3 ½ Stellig messe (anzeige), haben die meisten DVM-Module
einen Messfehler von 0,5% + 10 Digits.
Oder mit 4 ½  Stellen Anzeigen ?
Oder selber basteln, mit CA3162

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Thomas B. schrieb:
> Welche Genauigkeit bekommt man mit dem Lm334 geliefert?

Sieh selbst:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm134.pdf?ts=1728845352518

von Harald W. (wilhelms)


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Rainer W. schrieb:

>> Welche Genauigkeit bekommt man mit dem Lm334 geliefert?
>
> Sieh selbst:
> https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm134.pdf?ts=1728845352518

Hmm, 3...6K Fehler hört sich jetzt nicht so toll an. Aber wenn man
das ganze selbst kalibriert, wirds sicherlich genauer.

von Jakob L. (jakob)


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Vielleicht kann man das Problem mit den Temperaturänderungen in der 
Leitung auch einfach vernachlässigen, insbesondere bei einem PT1000. 
Wenn man als Messleitung 2x0.5mm2 nimmt dann hat man auf 15 Meter Länge 
einen Leitungswiderstand von ca. 1 Ohm. Der Temperaturkoeffizient von 
Platin und Kupfer ist nahezu gleich, mit einem Ohm Kabelwiderstand und 
1000 Ohm Sensorwiderstand (PT1000) reagiert die Schaltung also ca. 1000x 
weniger sensitiv auf Änderungen der Leitungstemperatur als auf 
Änderungen der Sensortemperatur. Wenn sich die (durchschnittliche) 
Leitungstemperatur um 30 Grad ändert dann resultiert das in einem 
Messfehler von lediglich ca. 0.03 Grad, also deutlich unter der 
geforderten Auflösung der Messung.

von Bruno V. (bruno_v)


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Jakob L. schrieb:
> Wenn sich die (durchschnittliche)
> Leitungstemperatur um 30 Grad ändert dann resultiert das in einem
> Messfehler von lediglich ca. 0.03 Grad, also deutlich unter der
> geforderten Auflösung der Messung.

Du musst dem TO dann dabei sagen, dass er zur Eliminierung der 
Leitungsfehler einfach gleich lange Leitungen für alle nehmen muss. Also 
die längste Leitung bestimmen und alle anderen gleich lang machen. Das 
ist schon relativ nah an 3-Draht-Messung.

von Jakob L. (jakob)


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Bruno V. schrieb:
> Jakob L. schrieb:
>> Wenn sich die (durchschnittliche)
>> Leitungstemperatur um 30 Grad ändert dann resultiert das in einem
>> Messfehler von lediglich ca. 0.03 Grad, also deutlich unter der
>> geforderten Auflösung der Messung.
>
> Du musst dem TO dann dabei sagen, dass er zur Eliminierung der
> Leitungsfehler einfach gleich lange Leitungen für alle nehmen muss. Also
> die längste Leitung bestimmen und alle anderen gleich lang machen. Das
> ist schon relativ nah an 3-Draht-Messung.

Oder alternativ einmalig am Anfang das Offset wegkalibrieren, die 
Sensoren haben ja auch etwas Toleranz und wenn jeder Sensor seine eigene 
Messchaltung kriegt dann hat man da auch etwas Exemplarstreuung.

von Bruno V. (bruno_v)


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Jakob L. schrieb:
> Oder alternativ einmalig am Anfang das Offset wegkalibrieren, die
> Sensoren haben ja auch etwas Toleranz und wenn jeder Sensor seine eigene
> Messchaltung kriegt dann hat man da auch etwas Exemplarstreuung.

Das kommt bei allen Lösungen dazu. 0.1k absolut ohne kalibrieren wäre 
sportlich.  Bei den gleich langen LEitungen ist halt unterstellt, dass 
die Umgebungstemperatur für alle etwa gleich ist. Wenn die weiter weg am 
Rohr langgeführt sind und die näheren aufgerollt an der Wand hängen, 
passt es ntürlich nicht.

von Thomas B. (thombde)


Angehängte Dateien:

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Hatte ich zufällig beim ausmisten und sortieren gefunden. (ELRAD 1985)
LM35 analog.
Gar nicht so schlecht das Gerät.
Ich dachte,.... bevor ich das wieder in den Ordner hefte, stelle ich das 
mal hier rein.
Heute ist der kleine Freitag, und morgen der Große.
Schönes WE schon mal :-).


Gruß
Thomas B.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Thomas B. schrieb:

> Gar nicht so schlecht das Gerät.

Ja, hübsch. Für Präzisionsmessungen aber nicht geeignet. Dafür nimmt
man PT100. Wenns in den mK-Bereich hinein geht, sogar PT25 oder PT10.
Bei der Auswertung muss man auch noch die Thermospannungen rausrechnen.
Das kann man z.B. indem man zweimal mit zwei unterschiedlichen Strömen
misst.

von Michael (Gast)


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Bruno V. schrieb:
> 0.1k absolut ohne kalibrieren wäre
> sportlich.

Der STS35 (I²C) ist ab Werk kalibriert und könnte das.
Aber der TO sucht nur 0,1°C Auflösung.

Ich würde wohl die 6 Sensoren vor Ort mit MCU auswerten und die 15m mit 
RS485 überbrücken. Man spart sich die Kalibrierung und mehrfach 
Wandlungen, die das Signal verschlechtern.

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