Thermoelement auslesen

Der chaotische Hauptfaden

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avion23
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Thermoelement auslesen

Beitrag von avion23 »

Hallo zusammen,

ich habe festgestellt, dass Typ K Thermelemente bis 800°C nur noch 1 USD inkl. Versand kosten.

Was ich nicht verstehe ist die "Cold Junction". In der app-note AN844 von Microchip wird beschrieben, wie und warum diese kompensiert werden muss. Nur wo befindet sich diese in meinem Fall? Direkt vorne an dem Sensor oder an den Schraubklemmen des Anschlusskabels?

Ersteres bedeutet, dass ich mit einem zweiten Sensor die Temperatur der Sensorrückseite meßen muss. Das wäre sehr schlecht, weil dort auch unter Umständen sehr hohe Temperaturen herrschen.
Wenn es nur die Schraubklemmen sind, dann ist das kein Problem weil das ungefähr der Schaltungstemperatur entspricht. Das bedeutet dann doch auch, dass die 1m Anschlusskabel aus dem gleichen Material wie der Sensor vorne bestehen, oder?

Ein Problem ist das Auslesen. Die üblichen u741 Ableger (lm358, lm324) haben leider ca. 7mV Offset-Spannung. Ich überlege mir, einen billigen Rail-to-Rail Opamp wie MCP6001 mit 4mV Offset zu verwenden. Über einen Mosfet schalte ich zwischen dem Thermoelement und einer kleinen Spannung in der gleichen Größenordnung um. Damit kann ich die Offset-Spannung meßen und im µC weiter verarbeiten. Ich möchte wirklich nicht 3€ für einen Opamp ausgeben sondern eine clevere Lösung. Einwände oder gute Ideen?

EDIT:
Eine weitere Möglichkeit wäre es einen 24Bit ADC zu verwenden. Bei digikey kosten diese nur noch 1,80 USD und damit weniger als ein guter opamp. Dazu bekomme ich einen zweiten Kanal, einen internen Temperatursensor und I2C interface. Hier noch das Datenblatt.
Zuletzt geändert von avion23 am Sa 16. Nov 2013, 17:52, insgesamt 1-mal geändert.
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Finger
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Re: Thermoelement auslesen

Beitrag von Finger »

Die Kaltstelle ist der Übergang der Thermoelementleitung zur Schaltung. Du kennst den Artikel http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement ? Es gibt ein IC von Maxim für die Zwecke.
avion23
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Re: Thermoelement auslesen

Beitrag von avion23 »

Hi Finger,

ich habe ca. 100 Seiten zu dem Thema gelesen.

Mich verwirrt das Anschlusskabel. Falls das aus Kupfer ist, habe ich einen weiteren Metallübergang und damit eine Fehlspannung im Signal. So dumm können die Hersteller aber nicht sein.
Anderseits kann ich mir nicht vorstellen, dass die das ganze Anschlusskabel aus Nickel und Chrom-Nickel fertigen. Kostet doch Geld, weil es kein Standard ist.
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Fritzler
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Re: Thermoelement auslesen

Beitrag von Fritzler »

Ansonsten gibts da auch was schönes in Videoform vom EEVblog:
http://www.eevblog.com/2013/02/03/eevbl ... -tutorial/
SebiR
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Re: Thermoelement auslesen

Beitrag von SebiR »

Wie Finger schon sagt, gibts von Maxim den MAX31850/31851

Die kümmern sich um die Linearisierung und die Kaltstellenkompensation. Sind eigentlich echt genial für die Größe. Allerdings muss man vorher wissen, welches TE man hat, für jeden Typen brauchts ein eigenes IC
avion23
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Re: Thermoelement auslesen

Beitrag von avion23 »

avion23 hat geschrieben: Anderseits kann ich mir nicht vorstellen, dass die das ganze Anschlusskabel aus Nickel und Chrom-Nickel fertigen. Kostet doch Geld, weil es kein Standard ist.
Hi Fritzler,

nach dem Video denke ich, dass die Anschlussleitungen aus dem gleichen Material gefertigt sind wie die Spitze. D.h. verlängern funktioniert nicht und meine Schaltung ist die Cold Junction. Danke
ozonisator
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Re: Thermoelement auslesen

Beitrag von ozonisator »

Ja so ist das. Und Thermoelement wieder reparieren geht 1A mit einem Mikrowellentrafo :mrgreen:
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ESDKittel
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Re: Thermoelement auslesen

Beitrag von ESDKittel »

avion23 hat geschrieben:nach dem Video denke ich, dass die Anschlussleitungen aus dem gleichen Material gefertigt sind wie die Spitze. D.h. verlängern funktioniert nicht und meine Schaltung ist die Cold Junction. Danke
Die Anschlußleitungen sind das Thermoelement, die beiden Drähte sind an der Spitze im einfachsten Fall zusammengetüdelt meist aber geschweißt.
Verlängern geht, es müssen nur die richtigen Materialien her:
Wikipedia hat geschrieben: Mittels sogenannter Ausgleichsleitungen (aus identischem Thermomaterial oder auch als preiswertere Metall-Leitungen, die in begrenztem Temperaturbereich die gleichen thermoelektrischen Koeffizienten wie die jeweiligen Thermoelement-Drähte besitzen) kann die Vergleichsstelle an einen entfernteren Ort verlegt werden.
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Celaus
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Re: Thermoelement auslesen

Beitrag von Celaus »

Es ist wirklich so , wie Du es Dir nicht vorstellen kannst. Die Leitung besteht auch aus den selben 2 verschiedenen fast teuren Legierungen. Früher hatte man einen Eiswassertopf mit den beiden Löt- oder Klemmstellen mit dem 2-adrigen Kupferkabel, das zum Messinstrument führt. In modernen Geräten ist es so, daß die Temperatur an den Klemmen der Meßelektronik gemessen wird und zum Meßwert addiert oder subtrahiert wird. So erspart man sich die Pantscherei mit Eiswasser, oder einen Aluminiumblock-Thermostaten.
Zur weiteren Verarbeitung der Meßwerte werden sie inzwischen direkt für einen gemeinsamen Datenbus digitalisiert. Superlange Ausgleichsleitungen sind dann unnötig.
ffupx , Celaus
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