Nitinol / Flexinol

Karlsruhe, den 29. Februar 2008

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Liebe Kollegen,

zur Auslegung einer Ansteuerung f=FCr einen Nitinol-Aktuator (Draht, Durchmesser 0,1 mm, ca. 40 mm lang) suche ich Informationen zur Erw=E4rmung des Leiters bei Stromdurchfluss.

Anscheinend ist das aber nicht so leicht zu finden.

Wei=DF da jemand vllt eine Quelle? So etwas wie: Kennlinie: Eigenerw=E4rmung =FCber Strom?

Anm.: Das Material hat einen ersten Phasen=FCbergang bei 70 Grad.

Jede Info willkommen, danke und beste Gr=FC=DFe,

Tilo

- Tilo Gockel gockel2000 at ira dot uka dot de // remove the 2k

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Tilo
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Ist wenigstens der ohmsche Widerstand bei 20´C und der Tempco bekannt ?

Das ist nicht sehr lang ( a la Widerstandsdraht in Styrophorsäge ), die Anschlüsse können als Kühlkörper wirken.

Letztlich wird man experimentell schneller vorwärts kommen als mit zweifelhafter Rechnung/Simulation. Berührungsloses Thermometer/Kamera wäre dabei nützlich.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Zum Widerstand, ja der ist bekannt, der liegt bei 0,12 Ohm / mm, also hier bei 4,8 Ohm @ 20 Grad Celsius.

Aber er ist temperaturabh=E4ngig,

Gr=FC=DFe

Tilo

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Tilo

Hi,

Das könnte in diesem Fall schwierig werden, weil der Draht nur 0.1mm Durchmesser hat. Man muss mit der Thermokamera so dicht ran, dass der Draht auf mehr als ein Pixel abgebildet wird. Sonst würde man einen Mittelwert aus Draht- und Hintergrundtemperatur messen.

Gruss Michael

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Michael Koch

Das erleichtert die Sache nicht.

Für einen simplen gewendelten Widerstand ist auf S.3 der Temperaturverlauf angegeben.

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D.h. die Endpunkte haben ordentlich Einfluß und man hat nicht eine Temperatur entlang des Drahtes. Der Keramikkörper fehlt natürlich, man könnte noch in Literatur für Heizgeräte u.ä. wühlen. Wird abers Kraut nicht fett machen.

  • simple Formeln für Stab gibts, werdens aber eben nicht tun.
  • Wenn Vishay & Co Widerstand oder Schmelzsicherung entwerfen haben sie natürlich CAD-System mit kalibrierten Daten das ihnen das simuliert. Das hat aber der übliche Anwender nicht.
  • in begrenztem Umfang wurde für thermische Probleme auch schon Scale Models verwendet. In diesem Fall scale up, also z.B. 1mm Draht der 40cm lang ist damit man was hat wo man bequem rummessen kann. Die zugehörige Mathematik ist allerdings etwas gewöhnungsbedürftig.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Vielen Dank f=FCr die Quelle,das ist als Ansatz schonmal sehr interessant!

danke und Gr=FC=DFe Tilo Gockel

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Tilo

Für Scale Models kann ich bei Bedarf Bücher raussuchen, war in den

60er Jahren populärer als heute, Bibliotheken haben das Thema vermutlich schon aussortiert.

CAD-Lösung wäre gangbarer wenn man das Modell diskretisieren könnte und dann mit LTSpice werkeln würde. Also ähnlich Nachbildung von Kabeln durch konzentrierte RLC-Bauteile. Offensichtlich können Kühlkörper ja auch über Analogie so behandelt werden, angeblich wurden ehdem schon Atomkraftwerke in Spice simuliert. Nichtlinearität des Tempcos erschwert die Sache zwar, aber Spice verwurstelt bei Halbleitern ja auch krumme Kennlinien.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Man kühlt man den Hintergrund richtig ab und mißt nur noch die Strahlung des Drahtes.

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Gruß, Raimund
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Raimund Nisius

Hallo Raimund,

Das kann ich mir noch nicht vorstellen wie das funktionieren soll. Angenommen die Hälfte des Pixels sieht den 100°C heissen Draht, und die andere Hälfte sieht den 0°C kalten Hintergrund. Dann wird doch der Mittelwert 50°C gemessen, oder nicht?

Gruss Michael

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Michael Koch

Da die Strahlung S mit T^4 zunimmt, würde gelten Smittel = k * (373^4 +273^4)/2 = k*12,4e9 = k*334^4 = k*(61+273)^4

Das Pixel würde 61°C ausgeben.

"richtig" kalt ist mindestens flüssig Stickstoff. T =77K Smittel = k * (373^4 +77^4)/2 = k * k*9,7e9 = k*314^4 = k*(41+273)^4

41°C ist auch nicht besser. Das Problem Deiner Kamera ist, daß das Pixel tatsächlich nur einen Teil der Strahlung abbekommt. Und diesen Anteil kennst Du im Zweifel nicht.

Also nimmt man auf eine Kamera, deren Auflösung den Drahtdurchmesser in mehr als 5 Pixeln abbildet. Der Pixel mit Maximalwert sieht nur den Draht.

Reicht die Auflösung nicht, macht man die Abbildung gröber, so daß 1 einzelner Sensor den ganzen Drahtdurchmesser und etwas Rand sieht. Wegen (273/77)^4 = 158 stammt praktisch die gesamte Strahlung vom Draht. Man bestimme bei bekannter Drahttemperatur die Konstante k. Den Sensor fährt man entlang des Drahtes um das Temperaturprofil zu messen.

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Gruß, Raimund
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Raimund Nisius

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