Aber uffbasse. Fuer ad hoc Messungen am Labortisch ok, im Geraet nur wenn wenig Genauigkeit noetig ist. Und wenn, dann immer erst kalt messen und die Umgebungstemperatur dabei extern erfassen. Denn wenn die was am Prozess aendern, kann sich die Kennlinie der Substratstrecken ebenfalls andern und das wird vom Hersteller nicht mitgeteilt.
Normalerweise zaehlt nur der Strom, der im Datenblatt angegeben sein sollte. Oft 10mA, und da sollte man dann unter 1mA bleiben.
So dass nie mehr als 1mA fliesst. Man sollte das aber mit dem Hersteller absprechen, bevor es in ein Produkt kommt. Es gibt Faelle, wo die Eigenschaften eines IC nicht mehr 100% garantiert werden, wenn solcher Substratstrom fliesst. Wenn auf dem Chip genau an der Stelle eine Referenz sitzt, kann es unguenstig werden und einen Stadtplan fuer ICs bekommt man seit den Opamps aus Robert Widlars Zeiten ja nicht mehr.
John Larkin (aus s.e.design) hat letztens eine gerissene Methode benutzt: In einem FPGA einen Ringoszillator aufgebaut, so dass er bei einigen MHz rauskommt. Die Frequenz gibt ihm jetzt die Chip Temperatur an.
Das auch noch. Und man verwendet ausgemessene Chargen von Thermoelementmaterial. Kombiniert mit intelligenter, exakt an die Aufgabenstellung angepasster Schaltungstechnik und dauernder Zero / Span Kalibrierung, kommt man mit billigen Bauteilen erstaunlich weit. Einfacher geht es natürlich mit Spezialbausteinen von AD, LT und Konsorten. Aber bei Radiosonden geht es schon um Stückzahlen, da will man nicht bei den Apothekern einkaufen müssen..
Für den Anwender, der "mal eben" was messen will, sicher sie bessere Lösung...
Ist das denn nur von der Frequenz abhängig, oder auch von Schwankungen der Versorgungsspannung? Würde sich bei mir anbieten, da ich ja einen FPGA in der Schaltung habe.
Geht das auch bei Microcontrollern, die intern einen frei laufenden RC-Generator haben (falls man den irgendwie auch einen Zähler bekommt) und extern per Quarzoszillator ihren Takt bekommen? Vorteil wäre, daß man direkt die Die-Temperatur bestimmen kann. Externe Sensoren sind immer nur indirekt.
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Frank Buss, http://www.frank-buss.de
electronics and more: http://www.youtube.com/user/frankbuss
Das wird schon gehen, aber wenn du einen modernen Microcontroller nimmst dann hat er oft auch bereits einen internen Temperaturfuehler an einem seiner AD-Eingaenge haengen.
Mit Mikrocontroller ist getrennte Messung der Umgebungstemperatur meist deutlich einfacher. Probleme ergeben sich weil die Temperatur nicht immer genau der der Eingangsklemmen entspricht.
Wegwerfartikel und dazu noch ziemlich teure Styroporschächtelchen. Für den Gelegenheitsbastler sind die zu teuer.
Für das Microlan AKA One Wire Bus gibt es eine Menge an netter und relativ preiswerter Sensoren und Komplettlösungen. Digitales Multiplex ist heute einfach bequemer.
Schreibt einer der garantiert im Schreibtischstuhl sitzt! ;-P
Auch von der Versorgungsspannung, doch die kann ja leicht per ADC erfasst werden. Man muss das entsprechend charakterisieren. Auch hier gibt es aber den Nachteil, dass bei einem Process Tuning durch den FPGA Herstellers alles anders werden kann. Der Vorteil ist, dass man den IC nicht in einer offiziell nicht zulaessigen Art betreibt. Tue ich zwar auch oft, aber in manchen Maerkten darf man es nicht.
Das wird wahrscheinlich zu ungenau, da geht dann die Temperaturdrift eines Poly-Widerstands und Chip-Kondensators ein. Moderne uC haben oft einen Temperatursensor an Bord. Ist auch nur eine glorifizierte Diode, aber in einem hochoffiziellen Job.
Selbstverständllich nicht. Und man sollte bedenken, dass ein Typ K Klasse 2-Thermoelement selbst bei 1000°C bereits mit 7,5K Unsicherheit behaftet ist...
Na ja, man sollte das wohl mit deutlich unterkritischem Strom machen. Mit 10k bis 100 k Vorwiderstand bei -5 V sollte das aber langfristig keine Probleme geben.
Ich finde immer irgendwo einen Takt oder etwas regelmäßig zappelndes, woran man mit zwei Dioden und zwei Kondensatoren einen Spannungsinverter bastelt.
für den Bereich von 0 bis 150 oder 200 °C sind Platinwiderstände Pt100 oder Pt1000 eigentlich wesentlich besser geeignet als Thermoelemente. Multiplexen geht da dann auch besser ohne Nachteile für die Genauigkeit.
Die Qualität der Wettervorhersagen wäre damit kein Rätsel mehr.
"The MAX31855 assumes a linear relationship between temperature and voltage. Because all thermocouples exhibit some level of non-linearity, for greater accuracy, corrections should be applied to the data."
Und eine Seite weiter wird so getan, als wäre Typ S kein Problem. Weia.
Nun ja, man muss schon aufpassen, dass man den Messstrom und die Spannung richtig multiplext, oder den Strom eben nicht multiplext. Pt100(Europa) ist sicher, besonders in aggressiver Umgebung stabiler als Pt100(USA) aus Reinplatin. Immerhin sind letztere selbst "zuhause" mittlerweile weitgehend ausgestorben, aber R-Tabellen davon geistern immer noch rum. Thermoelemente haben bei höherer Temperatur übrigens eine ziemlich starke und rasche Alterung.
Ich habe mittlerweile den MAX31855 und mehrere K-Type Thermoelemente. Mein Testaufbau mit zwei Thermoelementen, einem CD4051BPWR von TI, sowie einem Raspberry Pi für die SPI-Kommunikation (scheint also recht unempfindlich gegenüber wilden Verdrahtungen zu sein :-)
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Der 4051 schaltet den Plus-Anschluss der Thermolelemnte, der Minus-Anschluss von allen Elementen liegt gemeinsam auf dem Minus-Eingang des MAX31855 (mit noch einen 1nF Kondensator zwischen plus und minus).
Mit dem Raspberry Pi kann man sich recht schnell was aus dem Internet zusammenkopieren für die SPI-Kommunikation und die GPIO-Ansteuerung. Hier mein Testprogramm:
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Unten eine Beispielausgabe des Programms, direkt vom SPI-Port gelesen, ohne weitere Filterung o.ä., wenn man ein Thermoelement ein paar Sekunden zwischen die Finger nimmt und wieder loslässt. Der einzige Nachteil vom MAX31855 ist die niedrige Updaterate von bis zu 100ms (laut Datenblatt), wenn man das Thermoelement per Multiplexer wechselt. Aber mit der Verzögerung von 200ms läuft es sehr stabil (10ms geht nicht, da kommt irgendein Mittelwert). Kein Übersprechen oder andere Probleme. Kann auch mit Kältespray -40°C erzeugen und wenn per Lötkolben in der Nähe +100°C, und der jeweils andere Kanal bleibt dabei stabil.
Vergleichmessungen mit meinem Handheld Thermoelement Messgerät (ist mittlwerweile auch aus China angekommen) zeigen in Ruhe ca. 1°C weniger an (27.5°C gegenüber 28.5°C, auf einer Arbeitsplatte mit guter Beleuchtung durch Halogenglühlampen). Müsste ich wohl mal mit verschiedenen stabilen Temperaturen ausprobieren, aber sieht sonst erstmal gut aus.
Interessant ist noch die Wellenform am Plus-Eingang des Maxim Chips, wenn er offen ist (der Chip hat eine Open-Detektion, die auch gut über den Multiplexer funktioniert) :
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Und so sieht es aus, wenn ein Thermoelement dranhängt:
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Kann man daraus schließen, daß das mit dem billigen Multiplexer immer sicher funktioniert? Die haben ja manchmal Probleme beim Schalten von Spannungen in der Nähe der von Vcc und GND.
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Frank Buss, http://www.frank-buss.de
electronics and more: http://www.youtube.com/user/frankbuss
Funktionieren Thermoelemente nicht aufgrund der Temperaturdifferenz entlang des Leiters bis zur Vergleichsstelle und der dort durch die unterschiedlichen Metalle entstehenden Spannungsdifferenz? Da dürfte doch ein bisschen Diffusion an der Spitze nichts ausmachen, oder?
Am Tue, 29 Oct 2013 16:59:00 +0100 schrieb Thorsten Just:
Offenbar doch. Wir hatten Thermoelemente in Härteöfen mit mehreren Zonen bei ca. 1000 Grad Celsius im Einsatz (IMHO Platin/Rhodium), die mussten alle
4 Wochen mit einer Vergleichsmessung geprüft und die Regelstrecke entsprechend der Abweichung kalibriert werden.
Lutz
--
Mit unseren Sensoren ist der Administrator informiert, bevor es Probleme im
Serverraum gibt: preiswerte Monitoring Hard- und Software-kostenloses Plugin
auch für Nagios - Nachricht per e-mail,SMS und SNMP: http://www.messpc.de
Messwerte nachträgliche Wärmedämmung http://www.messpc.de/waermedaemmung.php
es ist ein zwar weit verbreitetes, aber unexaktes Märchen, dass die Thermospannung quasi "punktuell" an der Verbindungsstelle der zwei Materialien an der Messstelle entsteht. Die Thermospannung berechnet sich längs des gesamten Pfades durch Integration der lokalen elektrischen Feldstärke. Diese wiederum hängt von der lokalen Temperatur und dem lokalen Seebeck-Koeffizienten des Materials am jeweiligen Ort ab. Wenn sich der Seebeck-Koeffizient lokal ändert (z.B. durch mechanische Verformung wie Knicken), dann entstehen gern parasitäre Thermopaare: weshalb man nackte Thermoleitung bitte wie ein rohes Ei behandeln möge. Mir grausts, wenn ein Knäuel einfach in der Hosentasche verschwindet.
Gerade an der Messstelle sind lokale Änderungen des Seebeck-Koeffizienten besonders problematisch, da in deren Nähe i.d.R. die größten Temperaturgradienten auftreten. Bekanntes Problem, übrigens ebenso wie Vergiftung (Eindiffusion von Fremdatomen aus der Atmosphäre).
Was hat der ADG507 für Vorteile für die Anwendung gegenüber preiswerteren Multiplexiern? Kostet 10 Euro bei Digikey.
Ich sehe gerade, die Nachricht von mir vom 24.10. auf die ich verweisen wollte, kann ich bei Google Groups nicht finden. Ob die zu lang war und als Spam gefiltert wurde? Hier nochmal meine Experimente mit einem einfachen 4051, was scheinbar zumindest mit K-Type Thermoelementen problemlos funktioniert. Die Sensoren müssen dann natürlich elektrisch voneinander isoliert sein wegen dem gemeinsamen Minus-Anschluss:
Ich habe mittlerweile den MAX31855 und mehrere K-Type Thermoelemente. Mein Testaufbau mit zwei Thermoelementen, einem CD4051BPWR von TI, sowie einem Raspberry Pi für die SPI-Kommunikation (scheint also recht unempfindlich gegenüber wilden Verdrahtungen zu sein
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Der 4051 schaltet den Plus-Anschluss der Thermolelemnte, der Minus-Anschluss von allen Elementen liegt gemeinsam auf dem Minus-Eingang des MAX31855 (mit noch einen 1nF Kondensator zwischen plus und minus).
Mit dem Raspberry Pi kann man sich recht schnell was aus dem Internet zusammenkopieren für die SPI-Kommunikation und die GPIO-Ansteuerung. Hier mein Testprogramm:
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Unten eine Beispielausgabe des Programms, direkt vom SPI-Port gelesen, ohne weitere Filterung o.ä., wenn man ein Thermoelement ein paar Sekunden zwischen die Finger nimmt und wieder loslässt. Der einzige Nachteil vom MAX31855 ist die niedrige Updaterate von bis zu 100ms (laut Datenblatt), wenn man das Thermoelement per Multiplexer wechselt. Aber mit der Verzögerung von 200ms läuft es sehr stabil (10ms geht nicht, da kommt irgendein Mittelwert). Kein Übersprechen oder andere Probleme. Kann auch mit Kältespray -40°C erzeugen und wenn per Lötkolben in der Nähe +100°C, und der jeweils andere Kanal bleibt dabei stabil.
Vergleichmessungen mit meinem Handheld Thermoelement Messgerät (ist mittlwerweile auch aus China angekommen) zeigen in Ruhe ca. 1°C weniger an (27.5°C gegenüber 28.5°C, auf einer Arbeitsplatte mit guter Beleuchtung durch Halogenglühlampen). Müsste ich wohl mal mit verschiedenen stabilen Temperaturen ausprobieren, aber sieht sonst erstmal gut aus.
Interessant ist noch die Wellenform am Plus-Eingang des Maxim Chips, wenn er offen ist (der Chip hat eine Open-Detektion, die auch gut über den Multiplexer funktioniert) :
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Und so sieht es aus, wenn ein Thermoelement dranhängt:
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Kann man daraus schließen, daß das mit dem billigen Multiplexer immer sicher funktioniert? Die haben ja manchmal Probleme beim Schalten von Spannungen in der Nähe der von Vcc und GND.
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Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Das könnte möglicherweise am Alter liegen, DG408, DG409 scheinen sowas wie modernere Nachfolger zu sein.
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Als Vorteil würde ich mal die kleinen Leckströme und den sagenhaften Ve rsorgunsspannungsbereich (bis 44V!) sehen.
[...]
Sieht gut aus.
Genau da würde ich auch am ehesten Probleme erwarten - da wäre natürl ich ein DGirgendwas mit +/-15V oder mehr klar im Vorteil, bedeutet aber auc h, dass man die +/-15V erstmal haben muss...
Interessant finde ich aber auf jeden Fall die Kompensationstechnik in der A N von analog.
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