K-/N-Type-Temperatursensor

Harry
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K-/N-Type-Temperatursensor

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Posted: 24.10.2011 - 21:43  ·  #1
Hallo @ all,

ich habe eine Anfrage für ein Thermometer, das bis 1200°C anzeigen soll und soweit ich das gegoogled habe kommen dafür nur Thermoelemente in Frage. Ich hab mich mal mit einem Ing @ work unterhalten und der meinte, daß diese Art der Temperaturmessung sehr kompliziert ist, da ja auch die Anschlussstellen des Fühlers an der Schaltung ein Thermoelement bilden. Ich hab nun bei Maxim den MAX31855 gefunden: einen "Cold-Junction Compensated Thermocouple-to-Digital Converter". Erschlägt der mein Problem mit den Kontakten oder ist das auch nicht besser ? Evtl. hat ja einer von euch Erfahrung mit Thermoelementen und der Messung.

gruss
Harry
rh
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Re: K-/N-Type-Temperatursensor

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Posted: 24.10.2011 - 22:48  ·  #2
Hallo Harry,

das sind zwei paar Stiefel. Diese Kompensation betrifft die Temperatur. Kabel und Anschlüsse müssen für Thermo Elemente gemacht sein! Da gibt es spezielle Kabels und Steckverbinder. Hier wird ja eine Spannung durch zwei unterschiedliche Metalle erzeugt. Das bedeutet dass jedes Metall mit einem anderen Metall ein Thermo Element bilden kann. Somit erzeugen auch ungeeignete Kabel und Steckverbinder eine, wenn auch minimale Spannung die das Messergebnis verfälschen.

rolf
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Re: K-/N-Type-Temperatursensor

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Posted: 25.10.2011 - 10:19  ·  #3
Als Erstes muesste man wissen welche Genauigkeit erreicht werden soll. Falls die Ansprueche nicht zu hoch sind kann man sich den Sonderaufwand schenken und wie Rolf schon meinte mit dem Thermoelement an die Leiterplatte kommen. es gibt spezielle Thermoelemente Stecker, die zum Thermoelement passen und Throughhole-Printloetbar sind. Dann genuegt eigentlich ein 24bit Wandler. Den einen Pin des Thermoelementes haengt man an einen Spannungsteiler zB 1k, 1k an die halbe Referenzspannung. Dies an den (-)-Eingang des ADC. Den anderen Pin des Thermoelementes an den (+)-Eingang des ADCs. Ich hab so schon einige Anwendungen realisiert. Die Umgebungstemperatur kann man bequem mit einem NTC messen.

Ein K-Element macht um die 40uV pro Grad, daher muss man etwas auf Thermospannungen aufpassen.

Rene
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Re: K-/N-Type-Temperatursensor

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Posted: 25.10.2011 - 10:45  ·  #4
Hallo Harry.

Also ich benutze für MSR-Regler Heizung/Külung und Lüftungsanlagen gerne fertige Temp-Sensoren inkl. fertiger Anschlussleitung.
Diese haben meist 0..10V oder 0..20mA /4..20mA Ausgänge und sind entsprechend eingestellt.

Ich würde an Deiner Stelle nach fertigen Industriesensoren schauen (MSR und Regeltechnik), dann musst Du nur noch entsprechende Eingangsbeschaltungen vorsehen.

Schaue Dir doch mal die Rauchgasfühler und Hochtemp.-Fühler der Firma S + S an, da kannst Du auch anrufen, die helfen Dir gerne weiter.

Die meisten der guten und fertigen Sensoren benötigen aber auch eine zusätzliche Spannungsversorgung 24V AC/DC

Gruß
Thorsten
Harry
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Re: K-/N-Type-Temperatursensor

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Posted: 25.10.2011 - 19:23  ·  #5
Danke für die vielen Antworten :)
Das mit den Metallübergängen ist ja das was ich meine aber vielleicht denke ich auch zu kompliziert ? Wenn ich nun einen solchen Fühler habe und nicht-konform an eine Platine anschließe, habe ich Übergang 1: Kabel - Stecker und Übergang 2: Buchse - Lötzinn und 3: Lötzinn - Kupfer ..... die Leiterbahn geht weiter zum IC also #4: Kupfer - Lötzinn und #5: Lötzinn - IC. Oder denke ich wie gesagt zu kompliziert ?
Wenn ich all diese Übergänge kenne, müßte ich doch den Fehler rausrechnen können ? Die Betriebstemperatur der Schaltung liegt bei ca. -10...60°C. Also einen Fühler auf der Platine und die Spannungen ausgleichen ?

Diesen MAX31855 gibt es für diverse Fühlertypen (K/N/J/T/E/S/R) und gibt die Temperatur in °C über SPI aus. Versorgungsspannung 3.3V und 14 Bit Auflösung. So einfach ist das wohl doch nicht ? Ich hab mal ein paar Samples angefordert und muß wohl oder übel experimentieren. Das mit dem IC hört sich verlockend einfach an :love:

@Thorsten: fürs KFZ ;) - also so einfach nix mit 24V und der Fühler soll ins KFZ passen. Es gibt von diversen Anbietern passende K-/N-Fühler mit passenden Gewinden (Abgastemperatur, Ladelufttemperatur, .....).

@1234: 40µV/°C ? Ich vermute mal von 0 K aus gerechnet ? Das wären dann bei 1200°C (273+1200)*40µV = 58.92 mV. NUR ??????? Das muß ja unheimlich Empfindlich gegenüber Störungen sein ?

gruss
Harry
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Re: K-/N-Type-Temperatursensor

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Posted: 25.10.2011 - 20:14  ·  #6
Hallo Harry,

ein falsches Übergangspaar sollte keine allzugrosse Rolle spielen.
Millivolts, klar, aber mit einem Quellwiderstand von praktisch Null Ohm.

rolf
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Re: K-/N-Type-Temperatursensor

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Posted: 30.10.2011 - 19:59  ·  #7
So ganz neben bei... Mit Loeten von Thermoelementen ist nichts. Da hilft nur schrauben, resp klemmen. Die paar Milivolts sind genuegend. Denn der Innenwiderstand ist sehr klein. Man sollte aber die beiden Pins mit 100nF Caps gegen das Gehauese gegen EMV immun machen. Mit einem 20bit Wandler erreiche ich bei 600 Grad ein Stabilitaet von besser wie einem Grad. Dies, indem ich den internen Bufferverstaerker des ADCs mit einer Verstaerkung laufen lasse. Und der ADC laeuft natuerlich im differentiellen Mode. Dann sind die Stoerungen weg.

Rene
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