Hallo zusammen,
hab mal wieder ein Problem ;o)
Ein Kollege meinte eben zu mir, dass man mit einer einfachen Diode die Temperatur einer Schaltung messen kann.
Dazu würde man wohl noch einen µController nehmen, mit dem man den Spannungsabfall „erfasst“.
Könnt ihr mir das erklären und evtl. ein Datenblatt einer Diode geben?
Vielen vielen Dank!
Markus
… dass man mit einer einfachen Diode die Temperatur einer Schaltung messen kann. Dazu würde man wohl noch einen µController nehmen, mit dem man den Spannungsabfall „erfasst“…
Hallo Markus,
ein µC ist dazu nicht notwendig.
Die Durchlass-Spannung bei Silizium-Dioden ist temperaturabhängig. Man schickt einen ungefähr konstanten Strom durch die Diode (z. B. über einen Widerstand an 5 V) und misst die Spannung über der Diode. Das Verhalten ist bei allen Silizium-Dioden fast gleich.
Die Temperaturabhängigkeit beträgt
delta_U_(T) = -2 mV/K
Bei 50 K höherer Temperatur ändert sich die Durchlass-Spannung also um etwa -100 mV.
Näheres siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperaturabh.C3…
In vielen Dioden-Datenblättern sind mindestens zwei Kurven der Durchlass-Spannung angegeben: bei 25 °C und bei einer viel höheren Temperatur. Daraus kann man den Abhängigkeitsfaktor selbst bestimmen.
Der Temperaturkoeffizient selbst steht in Datenblättern nicht drin. Das ist kein spezielles Bauteil-Merkmal, sondern gehört zum Grundlagen-Wissen.
Bernhard
Hallo Bernhard,
vielen Dank für deine super Erklärung!
Das hat mir wirklich sehr viel geholfen :o)
Markus
Hallo nochmal ;o)
… dass man mit einer einfachen Diode die Temperatur einer Schaltung messen kann. Dazu würde man wohl noch einen µController nehmen, mit dem man den Spannungsabfall „erfasst“…
Die Durchlass-Spannung bei Silizium-Dioden ist
temperaturabhängig. Man schickt einen ungefähr konstanten
Strom durch die Diode (z. B. über einen Widerstand an 5 V) und
misst die Spannung über der Diode. Das Verhalten ist bei allen
Silizium-Dioden fast gleich.
Hab mir das nochmal durch den Kopf gehen lassen und dazu unter folgendem Link einen kleinen Schaltplan erstellt:
http://img132.imageshack.us/my.php?image=temperaturm…
Stimmt das dann so?
Die Spannung U_d ist dann also nach der von Bernhard angegebenen Formel proportional zur Temperatur, seh ich das richtig?
Vielen Dank nochmal für eure Hilfe!
Markus
Hab mir das nochmal durch den Kopf gehen lassen und dazu unter folgendem Link einen kleinen Schaltplan erstellt:
http://img132.imageshack.us/my.php?image=temperaturm…
Stimmt das dann so?
Die Spannung U_d ist dann also nach der von Bernhard angegebenen Formel proportional zur Temperatur, seh ich das richtig?
Hallo Markus,
im Prinzip ja. Allerdings ist 100 mA so viel Strom, dass die Diode merklich warm wird und du misst ziemlich verkehrt. Ich würde für R1 eher um 10…100 kOhm wählen, dass grob um 100 µA fließt.
Über der Diode fallen grob 600 mV ab. 100 mA · 600 mV = 60 mW.
Bei 1N4148: _R_th = 300 K/W würdet die Sperrschicht durch den Strom um 300 K/W · 60 mW = 18 K aufgewärmt.
Bernhard
Mahlzeit!
Stimmt das dann so?
Ich fürchte mit dem Strom den du durch die Diode jagst (etwa 100mA)
bei 0,7V Spannungsabfall heizt du deinen Messfühler selbst.
Das sind etwa 70mW die in der Diode verbruzelt werden, das ist zuviel.
Schau dir dies mal an http://www.vias.org/mikroelektronik/exp_temp_diode.html
Gruß
Stefan
Du warst einen Klick schneller 
(owt)
nix
Aber beide sofort den Haken erkannt und gleich bewertet
Bernhard
Hallo zusammen, dazu fällt mir gerade ein:
Wer sich dafür interessiert, der sollte sich mal das Standard-Buch „Halbleiter-Schaltungstechnik“ von Tietze/Schenk/Gamm ausleihen oder gar kaufen (Quittung für den Lohnsteuerausgleich aufheben).
Infos gibt’s hier: http://www.tietze-schenk.de
Kapitel 1: „Dioden“ gibt’s sogar als kostenlosen Download via http://www.tietze-schenk.de/tsprobe.pdf
Auf Seite 13 steht der hier behandelte Zusammenhang. -1,7 mV/K gilt bei rel. hohem Strom (UD = 0,7 V). Bei kleinem Messstrom ist UD = 0,5…0,6 V, Dann sind’s um -2 mV/K.
Und wer die Formeln sieht, weiß, wo der Autor für den Wikipedia-Artikel nachgesehen hat.
Bernhard
Hallo,
ich habe mal zu Zeiten, als ich noch Student war, mir aus einem schönen
großen Zeigerinstrument ein Thermometer für -50° bis ca. 250°C gebastelt.
Fühler war eine normale Si-Diode.
Natürlich muß man so ein Gerät selbst kalibrieren, weil dann doch jede
Diode bischen anders ist.
Heute geht sowas deutlich einfacher, indem man einen elektronischen
Temperatursensor wie z.B. AD592 nimmt. Der hat gleich fest eingestellt
eine Temperaturdrift von 1uA/K, so dass man über 10kOhm recht genau
10mV/K bekommt. Die Genauigkeit ist ohne Abgleich ca. +/-3K.
Der Hauptfehler bei Umgebungstemp. ist aber erstmal nur ein Offset.
Hab mir das nochmal durch den Kopf gehen lassen und dazu unter
folgendem Link einen kleinen Schaltplan erstellt:
http://img132.imageshack.us/my.php?image=temperaturm…
Stimmt das dann so?
Bis auf die beträchtliche Eigenerwärmung.
Die Spannung U_d ist dann also nach der von Bernhard
angegebenen Formel proportional zur Temperatur, seh ich das richtig?
Nur in einem engen Temp.-Bereich kann man das annehmen.
Ansonsten ist es eine nichtlinieare Funktion. Man müßte also linearisieren.
Bei meinem alten Eigenbaugerät wurde die Skale einfach passend gemacht.
Heute nimmt man besser gleiche einen halbwegs linearen Sensor (siehe oben).
