Guten Tag,
ich habe einige NTC-Widerstände, nicht nur welche aus einem Bastelladen, auch „seriöse“, die z.B. in meiner Heizung als Temperatursensoren eingesetzt sind (Außentemp., Heizungsvorlauftemp.).
Beim Nachmessen des Widerstandes bei verschiedenen Temperaturen ergibt sich eine recht starke Streuung der gemessenen Widerstandswerte.
Ist das normal? Woher kommt das?
Danke, Stucki
Hallo Stucki,
so wie ich dich geäußert hast, hast Du evt. verschiedene Typen. NTC sagt nur was über das Verhalten aus (Negativer Temperatur Koeffizient), hier gibt es aber zig verschiendene Ausführungen.
Wahrscheinlich „Streuen“ Deine nicht, sondern Du vergleichst verschiedene Typen.
Hallo Stucki.
Beim Nachmessen des Widerstandes bei verschiedenen
Temperaturen ergibt sich eine recht starke Streuung der
gemessenen Widerstandswerte.
Ist das normal? Woher kommt das?
Temperaturabhängige Widerstände messen kommt direkt nach dem Flöhefangen! (
)
Nach dem berühren beim Anklemmen, egal ob mit kalter Pinzette oder warmen Fingern, muss sich erst wieder Temperaturgleichgewicht einstellen, besonders bei Typen mit größeren Abmessungen (Wärmekapazität!). Diese spielt aber auch eine Rolle bei sehr kleinen Größen, weil der Meßstrom die kleinen Massen im Nu aufheizt.
Ich habe die früher gerne angeklemmt in eine nichtleitende Flüssigkeit gehängt (säurefreies Öl, z.B. Silikonöl) und zwei drei Minuten das Gleichgewicht abgewartet. Aber auf jeden Fall mit einem sehr kleinem, eingeprägtem Strom arbeiten und den Spannungsabfall dann über dem Widerstand extrem hochohmig messen. Einfach mit einem Multimeter in der Stellung ‚Ohm‘ messen, kannst Du vergessen!
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim
Hallo,
abgesehen vom schon gesagten, sind NTC und PTC keine
guten Temperatursensoren, weil sie eben unter anderem
auch deutliche Exemplarschwankungen haben und rel.
stark nichtlinear sind.
Der Vorteil ist ein hoher Meßeffekt (großer TK ) und daraus
resultierender einfacher Schaltungstechnik und niedriger
Preis.
Gruß Uwi
ich habe einige NTC-Widerstände, nicht nur welche aus einem
Bastelladen, auch „seriöse“, die z.B. in meiner Heizung als
Temperatursensoren eingesetzt sind (Außentemp.,
Heizungsvorlauftemp.).Beim Nachmessen des Widerstandes bei verschiedenen
Temperaturen ergibt sich eine recht starke Streuung der
gemessenen Widerstandswerte.
Ist das normal? Woher kommt das?
Hallo Alexander,
Nach dem berühren beim Anklemmen, egal ob mit kalter Pinzette
oder warmen Fingern, muss sich erst wieder
Temperaturgleichgewicht einstellen, besonders bei Typen mit
größeren Abmessungen (Wärmekapazität!).
Ich habe die Dinger hingelegt, Thermometer direkt daneben, fix und fertig ans Meßinstrument angeklemmt, dieses aber noch ausgeschaltet, eine Weile sich anpassen lassen, dann mit einem elektronischen/digitalen Instrument gemessen.
Die Streuung tritt bei allen NTCs auf, auch bei relativ „groß eingepackten“, wie z.B. dem Temp.fühler meiner Heizung: dicke Klemmen dran, Plastikblock von 1 cm Dicke und 6 cm Durchmesser.
Diese spielt aber auch
eine Rolle bei sehr kleinen Größen, weil der Meßstrom die
kleinen Massen im Nu aufheizt.
siehe oben!?
Gruß, Stucki
Hallo,
Wahrscheinlich „Streuen“ Deine nicht, sondern Du vergleichst
verschiedene Typen.
Natürlich meine ich ein Exemplar, an dem ich die Messungen jeweils mache!! Oder was meinst Du?
Stucki
Hallo,
Natürlich meine ich ein Exemplar, an dem ich die Messungen
jeweils mache!! Oder was meinst Du?
Das ist missverständlich ausgedrückt. Du meinst – wenn ich so die anderen Postings mit einbeziehe – nicht ein Exemplar, sondern mehrere Exemplare des gleichen Typs, und bei verschiedenen Temperaturen stellst Du Unterschiede fest unter den einzelnen Exemplaren.
Mag sein, dass sie größere Toleranzen haben. Es ist die Frage, wie groß die Abweichung in Kelvin bedeutet – vielleicht ist das gar nicht so viel. Voraussetzung ist immer, Du hast bei allen Exemplaren dieselbe Außentemperatur und natürlich Bauteiltemperatur.
Unter den NTCs und PTCs gibt es sicherlich auch Genauigkeitsklassen, und für viele Anwendungen ist die geforderte Genauigkeit nicht so groß. Wir verwenden in einem unserer Geräte auch einen NTC, aber dieser ist so genau, dass die daraus errechnete Temperatur eine Genauigkeit von +/- 0,2 K hat.
Gruß
Dieter
Stucki
Ganz klar ist es immer noch nicht!
Hallo Stucki!
Ich muss das leider nochmal langsam zum Mitschreiben wiederholen, da ich es sonst nicht verstehe:
Du hast also mehrere VERSCHIEDENE Typen NTC/PTC Widerstände, verschiedner Bauform und mit unterschiedlichen elektrischen Werten. Nenne wir die mal Typ A, B und C.
Jetzt misst Du an EINEM Exemplar von Typ A fünf mal hintereinander, sagen wir mal im Abstand von 5 Minuten, bei gleichen Umgebungsbedingungen den Widerstand und Du bekommst 5 stark verschiedne Widerstandswerte! Richtig? Dann hast Du nicht reproduzierbare Messwerte, also eine Messwertstreuung.
Oder misst Du an drei Exemplaren des Typs A, jedes mal bei gleichen Umgebungsbedingungen den Widerstand und Du bekommst drei verschiedene Werte? Dann hättest Du (zusätzlich) eine Exemplarstreuung.
Im ersten Fall würde ich nach wie vor auf die mangelnde Stabilität der Messbedingungen tippen. Messwertgeber auf dem Tisch und daneben ein Thermometer klingt nicht vertrauenerweckend. Wie stabil ist dein Messstrom? Rechne mal die Verlustleistung aus die im Widerstand erzeugt wird. Hier spielen Milliwatt schon eine Rolle. Stecke Widerstand und Thermometer in eine nichtleitende Flüssigkeit.
Lasse den Messkreis mal eine halbe Stunde aktiv und beobachte ob die Werte wandern. Notiere alle Minuten einen Wert und stelle diese in einem Diagramm dar. Gibt es einen asymptotischen Endwert? Bilden die Messwerte einen Sternenhimmel?
Da gibt es noch viele Kriterien mit denen man Ursachenforschung betreiben kann. Aber dafür braucht man Erfahrung, Findigkeit und Fingerspitzengefühl. Und das hier im Brett zu vermitteln ist fast unmöglich.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim
Hallo Alexander,
es ist einfacher als du denkst: Ich habe verschiedene NTCs. Dann nehme ich genau einen und messe seinen Widerstand bei verschiedenen Temp., z.B. indem ich ihn in verschiedene Räume oder draußen bei unterschiedlichen Temp. lege und sich natürlich anpassen lasse, bevor ich messe. Dabei ergibt sich, dass ich den Widerstand bei einer bestimmten Temp. zu verschiedenen Zeitpunkten mehrfach messe. Tja, und dann kommt jedesmal ein anderer Messwert raus.
Diese Messungen mit jeweils genau einem Exemplar habe ich dann an verschiedenen Exemplaren gemacht.
Gruß, Stucki
Hallo Stucki,
endlich wird klar, was du mit Streuung meinst.
Allerdings würde ich zu 98% darauf tippen, dass die Streuung an deiner Messmethode liegt, und nur zu 2% Wahrscheinlichkeit auf tatsächliche Abweichung eines und desselben Bauteils bei gleicher Temperatur. Das Ganze gehört zu den schwierigeren Kapiteln der Messtechnik. Ich schätze mal, dass du eine Temperatur nicht besser als ± 1 Grad reproduzieren kannst, das ist bei einem NTC aber schon eine Menge - übliche Kennlinien sind definiert mit ca. 5% / Kelvin Änderung, d.h. ein 5k-NTC hat bei 1 Kelvin weniger 4k75 und bei 1 Kelvin mehr als Nenntemperatur 5k25.
Um also einen NTC-Widerstand auf 1% genau zu messen, müsstet du erst mal einen Präzisionsthermostaten mit weniger als 0.1 Kelvin Toleranz verwenden. So etwas scheidet einfach aus Kostengründen aus.
Zusatzbemerkung: i.A. streuen auch verschiedene Exemplare sehr stark, zu Messzwecken muss man speziell selektierte Typen verwenden.
Gruss Reinhard
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo Stucki.
Wenn Du dem Problem prinzipiell oder aus reiner Neugier auf die Schliche kommen willst (was bei der Erlangung von Wissen immer die beste Motivation ist) dann sind Systematik, Ausdauer und Geduld gefragt. Hier im Brett kann ich Dir dabei über das bereits Empfohlene hinaus auch nicht weiterhelfen. Tut mir leid!
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim
kleine Anmerkung
Hallo Reinhard,
sehe das genauso wie Du, gleich temperatur ist nicht machbar. Nur so als kleine Anmerkung für Stucki:
In einem Raum, zu einer Zeit, an einem Ort variiert die Temperatur um 10K und mehr, wenn man nur die höhe des Messpunktes verändert, also mal am Boden, mal in Bauchhöhe, mal an der Decke. Da machen u.U. einige „Zentimeter“ schon einige KOhm aus.
Ähnliches ergibt sich bei geringer Zugluft und horizontaler Auslenkung.
Gruß
achim
Hallo,
wurde ja schon viel gesagt.
Ich habe vor einiger Zeit mit einem kleinen Termistor
(ca.1mm Durchmesser) folgendes Problem bearbeitet.
Es ging darum, die max. mögliche punktuelle Erwärmung
einer Oberfläche bei Bestrahlung durch einem kollimierten
Laserstahl abzuschätzen (ca. 1mW).
Also habe ich den Thermistor im Laufe des Vormittags
abwechseln mit und ohne Laserbestrahlung ausgemessen.
Zum Vergleich habe ich ein Laborthermometer neben den
Thermistor gelegt.
Da die Temperatur im Laufe des Vormittags infolge starker
Sonnenstrahlung (Hochsommer) von ca. 23°C bis auf etwa 28°C
angestiegen ist, hatte ich schon mal die Kennlinie in dem
Bereich. Zusätzlich habe ich noch meine Körpertemp.
als zusätzlichen Messpunkt genommen.
Ergebnisse einer solchen Messung:
1. Die Messpunkte für die Temp. zw. 23...ca. 37grd lagen
sehr schön auf einer Kurve. Die Streung war im Bereich
von deutlich unter 0,5°C
2. Die Kennlinie mit bestrahlten Termistor lag sehr gut
parallel zur normalen Temp. Kennlinie. ca. +3 grd .
3. Die Einschwingzeit nach Einschalten/Ausschalten des
Lasers lag bei ca. 10sek.
4. Die Kennlinie des Thermistors ist so steil, daß man
schon Änderungen der Temp. im Bereich von 1/10grd gut
detektieren kann.
Wie schon geschrieben wurde, ist vermutlich vor allem
der Pkt. 4. verantwortlich für Deine „Streuungen“.
Mal hier, mal da und dannn noch zu unterschiedlichen
Zeiten kann nicht zu konstanten Werten führen.
Um die Streungen bewerten zu können, mußt Du mal mit einem
Vergleichsthermometer die Kennlinie aufnehmen.
Die Messbedingungen werden eher unkritisch sein, solange
sie konstant bleiben. Eine normale Widerstandmessung mit
einem Ditalmultimeter geht da schon ganz gut…
Gruß Uwi
es ist einfacher als du denkst: Ich habe verschiedene NTCs.
Dann nehme ich genau einen und messe seinen Widerstand bei
verschiedenen Temp., z.B. indem ich ihn in verschiedene Räume
oder draußen bei unterschiedlichen Temp. lege und sich
natürlich anpassen lasse, bevor ich messe. Dabei ergibt sich,
dass ich den Widerstand bei einer bestimmten Temp. zu
verschiedenen Zeitpunkten mehrfach messe. Tja, und dann kommt
jedesmal ein anderer Messwert raus.Diese Messungen mit jeweils genau einem Exemplar habe ich dann
an verschiedenen Exemplaren gemacht.Gruß, Stucki
Ergänzung
Hallo,
- Die Einschwingzeit nach Einschalten/Ausschalten des
Lasers lag bei ca. 10sek.
Unter Berücksichtigung der Einschwingzeit kann man auch
noch gut abschätzen, welchen Einfluß der Meßstrom des
Meßgerätes hat. Man muß nur Beaoabchten, ob nach dem
Einschalten der Meßwert einschwingt. Bei mir war das nicht messbar. Die Verlustleistung durch den Meßstrom lag
ja auch nur bei wenigen 10uW.
Gruß Uwi
Hallo,
aha, Du meinst also die Reproduzierbarkeit eines jeden Exemplars sei mangelhaft.
Dann liegt sehr wahrscheinlich nicht dieselbe Temperatur vor. Wie gesagt, wir setzen hier in Messgeräten NTCs zur Temperaturmessung ein, und die Übereinstimmung mehrerer Exemplare ist oftmals besser 0,1 K, dann ist es sehr wahrscheinlich, dass die Reproduzierbarkeit eines Exemplars ebenfalls sehr gut sein muss.
oder draußen bei unterschiedlichen Temp. lege und sich
natürlich anpassen lasse, bevor ich messe. Dabei ergibt sich,
dass ich den Widerstand bei einer bestimmten Temp. zu
verschiedenen Zeitpunkten mehrfach messe. Tja, und dann kommt
jedesmal ein anderer Messwert raus.
Wieviels anders? Welchem Temepraturunterschied würde das etwa entsprechen?
Wirklich vergleichbare und reproduzierte Temperaturverhältnisse kannst Du eigentlich nur mit einem temperierten Ölbad machen, an Luft funktioniert das sehr schlecht, weil andere Faktoren mit hineinspielen. Da kannst Du z. B. nicht mal die Temperatur Deines Thermometers vergleichen mit der Temperatur am NTC, weil schon die unterschiedliche Farbe zu Unterschieden der Absorption und damit der Temperatur führt.
Gruß
Dieter