Messung von Temperaturgradienten

Hallo Roland,

Interessante Idee. Aber ich befürchte es würde Probleme mit Echos geben, weil das untere Ende meines Messbereichs dicht über der Tischplatte liegt.

Gruss Michael

Hallo,

also mal angenommen ich nehme so einen ultrawinzigen NTC Sensor mit folgenden Daten: Durchmesser 0.13mm Durchmesser der Anschlussdrähte: 0.02mm Zeitkonstante in ruhender Luft: 0.12 sec Eigenerwärmung: 0.045mW/K maximale Verlustleistung: 6mW

Zunächst mal scheint mir das eine echte Herausforderung zu sein, ein Bauteil zu verlöten das so klein ist das man es kaum sehen kann.

Die Eigenerwärmung sollte möglichst klein sein, damit der Sensor durch bewegte Luft nicht abgekühlt werden kann. Wenn ich annehme dass die Eigenerwärmung 0.01K sein soll, dann darf die Verlustleistung also nicht grösser sein als 0.45µW.

Und wenn man weiterhin annimmt dass die Spannung am Sensor 1V sein soll, dann darf der Widerstand nicht kleiner als 2MOhm sein. Kein Problem, diese NTC's gibt es bis 10MOhm, also kann ich die Spannung sogar noch etwas grösser machen.

Aber wie verhindere ich dass der Sensor auf weiter entfernte Strahlungsquellen reagiert? Wenn der Sensor frei im Raum angebracht wird, dann sieht er alle Strahlungsquellen, und würde entsprechend schnell darauf reagieren. Wenn ich ein (durchlöchertes) Gehäuse um den Sensor herum anbringe, dann sieht der Sensor die Strahlung von diesem Gehäuse (mit konstanter Temperatur).

Ich vermute jetzt mal, ich muss das Gehäuse aus einem Material machen das einen möglichst niedrigen Emissionsgrad hat, richtig? Was nimmt man da am besten? Und welche Form soll das Gehäuse bekommen? Einerseits sollen äussere Strahlungsquellen abgeschirmt werden, andererseits muss die Luft ungehindert eindringen können. Ein Rohr, das oben und unten offen ist?

Gruss Michael

Dass das Rumgewedel aber Dein Profil verfälscht (und damit wahrscheinlich die 0.01K irrelevant sind) ist schon präsent?

Heinz

Michael Koch schrieb:

Hallo,

dann fällt die schnellere Bewegung eines einzelnen schnellen Sensors ja schon mal flach.

Bye

Hallo Uwe,

Von "schnell" war keine Rede. Nehmen wir mal an dass sich zu Anfang die Luft in Ruhe befindet. Der Sensor ist unten. Jetzt bewege ich den Sensor langsam nach oben, mit etwa 10cm/s, so dass ich nach 5 Sekunden oben angekommen bin. Klar, dadurch wird auch die Luft mit bewegt. Aber verfälscht das die Messung? Ich behaupte mal dass sich der Sensor schneller bewegt als die Luft, so dass der Sensor zu jedem Zeitpunkt die richtige Temperatur misst .

Gruss Michael

Da wäre ich mir nicht so sicher. Vielleicht steht bei Euch in einem Nachbarlabor einer der typischen grünen multiwatt Pumplaser. In deren Strahl leuchten auch kleine Stzaubpartikel hell auf und man kann die Luftströmung an dieser Stelle gut erkennen. Die Geschwindigkeiten und die Wirbeldichte sind erstaunlich hoch selbst wenn sich alles in einer Kiste und nach stundenlanger Thermalisierung abspielt.

------

Hallo Roland,

Die vertikale Anordnung hat andere Probleme. Der Spiegel verformt sich unter seinem Eigengewicht. Das kann man zwar durch spezielle Lagerungen minimieren, aber nicht zu Null machen.

Bei der horizontalen Anordnung verformt sich der Spiegel auch (und sogar viel stärker), aber man kann den Effekt fast vollständig herausrechnen wenn man mehrere Interferogramme auswertet und den Spiegel dabei verdreht.

Leider kann man die Luftschichtung nicht so einfach drehen wie den Spiegel :-(

Gruss Michael

t,

t das

Das h=F6rt sich ja nicht gerade nach Pr=E4zision an...

Ein Beispiel von vielen, die man mit Google findet, ist der "Kelvimat" von Burster. Auch Keitly und hp(bzw. Agilent oder wie die sonst jetzt heissen) d=FCrften da passende Ger=E4te haben. So billig wie Greisinger d=FCrften die aber nicht sein. Du k=F6nntest nat=FCrlich auch Dein Messger=E4t um einen Mutiplexer erweitern. Dazu reichen durchaus Standard-CMOS-Multiplexer. Zum Ausschluss von Messfehlern solltest Du aber auf jeden Fall eine Vierdrahtumschaltung machen und einmal vorw=E4rts und einmal r=FCckw=E4rts messen. Der Fehler durch Eigenerw=E4rmung des F=FChlers l=E4sst sich leicht durch nur kurzes Einschalten das Messstroms vermeiden. Gruss Harald

Michael Koch schrieb:

Diese Theorie moechte ich sehen. Einerseits soll ein Temperaturgefaelle vorhanden sein. Damit ist ein Druckgefaelle verbunden, dass nicht allein statisch bedingt ist. Und das ganze soll ruhende Luft sein?

Ich meine, du hast es mit einer weitgehend stationaeren Luft-Stroemung zu tun. Lokale Turbulenzen sind da unvermeidlich. Ich sehe es genauso wie Henry und Harald.

Auch wenn du deine Wunschsensoren in grosser Anzahl bekommst, wirst etwas anderes vermessen als nur ruhende Luft.

Mit Gruss, Joachim Riehn

Hallo Joachim,

Eigentlich ist mir ja auch egal ob die Luft ruht, oder ob es eine stationäre Strömung ist. Entscheidend ist dass an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Temperaturen sind, und somit habe ich auch unterschiedliche Brechungsindices. Und das stört meine eigentliche Messung. Deshalb will ich die Störgrösse überwachen.

Gruss Michael

Michael Koch schrieb:

Dann verstehe ich überhaupt nicht, wieso du die Temperatur messen willst, wenn du den Brechungsindex brauchst. Deine Apparatur vor Ort wäre doch schon geeignet, mit relativ wenig Zusatzaufwand eben den Brechungsindex direkt zu erfassen. Wozu soll der Umweg über die Temperatur gut sein?

Servus Christoph Müller

Horst-D.Winzler schrieb:

Ein Draht. Ich meinte, für jeden Sensor seine Messelektronik. Hier ein Doppel-opamp. Ist also nicht so viel Aufwand. Dann die Ausgänge umschalten, die hätten dann eine niederohmige Quelle, welche in einen hochohmigen Eingang umgeschaltet würden, also Idealbedingungen. Bei z.B. 22°C=2V, 23°C=3V oder noch mehr schleichen sich kaum noch Fehler ein. Damit wären auch alle Sensoren pausenlos im Messbetrieb und die Eigenerwärmung würde sich nicht ändern. (Bei Pirani-Sonden hab ich das so gemacht).

Hallo Christoph,

Ja, im Prinzip schon, aber ich kann eben nicht gleichzeitig den Spiegel vermessen UND den Brechungsindex der Luftschichtung vermessen. Da bräuchte ich zwei Interferometer, das wird dann langsam eng auf dem Tisch. Und beide Messungen nacheinander macht wenig Sinn, wenn dazwischen eine Stunde vergeht.

Ich suche die einfachste Möglichkeit um sicherzustellen dass im Lichtweg keine unzulässige Brechkraftverteilung vorliegt. Die Brechkraft von Luft hängt hauptsächlich von der Temperatur ab. Diese Messung muss gleichzeitig (oder zumindest zeitnah) mit der eigentlichen Vermessung des Spiegels ablaufen, sonst wäre sie sinnlos.

Gruss Michael

Rolf_Bombach schrieb:

in

hte

Sowas nenn ich "solide" Entwicklung ;-)

--=20 mfg hdw

Michael Koch schrieb:

Und wie wäre eine Einspiegelung in den Strahlenweg eines definierten Musters, z.B. Gitterraster aus Draht oder regelmäßige LEDs, die geschaltet werden?

- Henry

Horst-D.Winzler schrieb:

Ja, jedem Meßverstärker sein eigener Offset. Das wird lustig.

- Henry

Hallo,

das habe ich jetzt nicht verstanden.

Michael

Moin,

Henry Kiefer schrub:

Musste dazu mal einen Kurzvortrag halten:

Die Formatierung und die Bilder sind wegen der Hin-und-Her-Konvertierung etwas baden gegangen, aber siehe letzte Seite, da gibt's auch eine Quellenangabe.

Ich müsste mich jetzt in die Sache wieder reinvertiefen, es mag sein, dass man für die Anwendung in diesem Fall die Luftfeuchteschichtung messen müsste:-) glaub ich aber nicht.

CU Rollo

Moin,

Michael Koch schrub:

Ein bischen das Labor aufräumen könnte nötig werden:-)

Der für die praktische Anwendung und vor allem Verifizierung des Verfahrens nötige Entwicklungsaufwand dürfte wohl doch eher deine Ambitionen und finaziellen Möglichkeiten übersteigen.

Aber gehen tut das...

CU Rollo