Thermoelement verschalten

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo

ich möchte eine Verschaltung mit Thermoelementen Typ K realisieren

wer kann mir sagen wie der Messaufbau und abgeleich wäre wenn
ich das ganze mit dieser Vergleichstemperatur mache und was soll
ich mir darunter vorstellen?

Wenn ich den Temperaturfühler + zusätzlicher Verbindungsleitung aus dem selben Stoff an ein Messgerät direkt anschliesse wie verhält
es sich dann mit der Kabellänge und wieviel Verbindungen kann
ich einbauen? Ändert sich durch die Stecker der Spannungswert
bzw. durch die Kabellänge und ist eventuell der Kabelquerschnitt
noch zu beachten?

Desweiteren habe ich gelesen das man auch Kupferleitungen anschließen
kann und der Messfehler gering wäre (wobei die Temperatur eine Rolle spielt).

Danke im voraus für die Antworten.

#2

Hallo Fragewurm,

Da haben sich andere schon viel Mühe gemacht:
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement
http://www.temp-web.de/modules.php?name=Content&pa=s…

Und mit Google findest du noch jede Menge weiterer informationen:
http://www.google.ch/search?hl=de&rls=GGLJ%2CGGLJ%3A…

MfG Peter(TOO)

#3

Hallo

wer kann mir sagen wie der Messaufbau und abgeleich wäre wenn
ich das ganze mit dieser Vergleichstemperatur mache und was
soll ich mir darunter vorstellen?

Ein Thermoelement erzeugt eine Spannung, die proportional zur Temperaturdifferenz zwischen den beiden Berührungspunkten der verwendeten zwei Materialien ist. Also bildlich gesprochen: zwischen Anfang (Messpunkt) und Ende (Stecker) der Messleitung. Wenn man damit eine Temperatur messen will, muss man also die Temperatur am Stecker kennen (meist Raumtemperatur, kann aber auch, z.B. in einem Gehäuse, davon abweichen) und rechnet die der Thermospannung entsprechende Temperaturdifferenz hinzu.

Oftmals ist es aber so, dass das Thermoelement aus sehr teuren oder bruchempfindlichen Materialien besteht und deshalb die Leitung zwischen Messpunkt und Stecker viel zu kurz oder empfindlich wäre. Dafür gibt es sogenannte Ausgleichsleitung aus besser geeigneten Materialien (natürlich abhängig vom verwendeten Fühler), die das Ende der Messleitung sozusagen verlängern, den Referenzpunkt verschieben.

Man kann sich dass ganze wie eine Reihenschaltung von Batterien vorstellen, wobei jeder einzelne Übergang zwischen verschiedenen Materialien eine eigene Batterie darstellt (jeweilige Polung beachten). Die Länge und Dicke der Drähte muss man dabei nicht beachten, solange der Strom durch das Element klein bleibt - dann spielt der Widerstand keine große Rolle. Wenn die Steckerkontakte der verwendeten Stecker jeweils aus dem selben Material sind und der Stecker überall die gleiche Temperatur hat (also nicht zu groß ist) und auch eine Verpolung ausgeschlossen ist, kann man auch mehrere Leitungen/Stecker hintereinander stecken, wie man sich am Vergleich mit den Batterien klarmachen kann.

Gruß
loderunner

#4

Hallo,

ich möchte eine Verschaltung mit Thermoelementen Typ K
realisieren
wer kann mir sagen wie der Messaufbau und abgeleich wäre wenn
ich das ganze mit dieser Vergleichstemperatur mache und was
soll ich mir darunter vorstellen?

Also bischen selber qualifizieren mußt Du dich schon.
Wir sind ja hier nicht mehr in der Schule, oder?

Um so eine Messung heutzutage zu realisieren benutzt man keine
speziellen „Kaltstellen“ (Vergleichsstelle) mehr.
Früher war das z.B. ein Kühlschrank mit Eiswasser als Thermostat.

Heute nimmt man einfach einen IC mit integrierter
Kaltstelle (Vergleichsmeßstelle) z.B. den AD595.
http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/AD59…

Für den Industrieeinsatz werden fertige Meßumformer
z.B. sogenannte „Fühlerkopftransmitter“ verwendet.
Die geben dann eine lineare Spannung oder Strom (20mA-Schleife)
entsprechdn dem eingestellten Meßbereich ab.
http://www.roesseldresden.de/home.htm?home_xx.htm~main
-> siehe Meßumformer

Handmeßgeräte zeigen einfach die Temp. an und gut is’ses.
da ist natürlich auch schon die Kaltstellenmessung mit eingebaut.

Wenn ich den Temperaturfühler + zusätzlicher
Verbindungsleitung aus dem selben Stoff an ein Messgerät
direkt anschliesse wie verhält es sich dann mit der Kabellänge

Thermoelement Typ K ist die Paarung: Ni - CrNi
Die sogenannten Ausgleichsleitungen bestehen also genau auch
aus diesem Mat. damit eben zwischen Meßstele und Vergleichstelle
keine zusätzlichen Thermospannungen an irgendwelchen wilden
Metallübergängen entstehen.
Die üblichen Stecker sind auch aus diesem Mat.

Man kann aber auch andere Mat. nehmen, solange dann keine
relevanten temperaturdiff. mehr zwischen den Kontakten
entstehen (also z.B. unmittelbat am Eingang eines Meßgerätes)

Da eigentlich ken Strom fließt, sondern nur eine Spannung
gemessen wird kan die Ausgleichsleitungen können lang sein,
bis über Hundert Meter und mehr.
Mit einem Transmitter nahe der Meßstelle spart man sich aber
Probleme durch Störungen auf lange Leitungen .

und wieviel Verbindungen kann
ich einbauen?

Ein paar sind schon möglich. Es sollte aber immer nur
Ausgleichsleitung verwendet werden.

Ändert sich durch die Stecker der Spannungswert
bzw. durch die Kabellänge und ist eventuell der
Kabelquerschnitt noch zu beachten?

Nö.

Desweiteren habe ich gelesen das man auch Kupferleitungen
anschließen kann und der Messfehler gering wäre
(wobei die Temperatur eine Rolle spielt).

Kann man, solange über die Leitungslänge dann keine Temp-diff.
mehr entstehen.

Gruß Uwi

#5

Hallo,

Oftmals ist es aber so, dass das Thermoelement aus sehr teuren
oder bruchempfindlichen Materialien besteht und deshalb die
Leitung zwischen Messpunkt und Stecker viel zu kurz oder
empfindlich wäre. Dafür gibt es sogenannte Ausgleichsleitung
aus besser geeigneten Materialien (natürlich abhängig vom
verwendeten Fühler), die das Ende der Messleitung sozusagen
verlängern, den Referenzpunkt verschieben.

Nö, da irrst Du ein wenig.

Das Thermoelement sind auch nur zähe Drähte aus Ni-CrNi (bei Typ K)
Die Ausgleichsleitung muß genau das gleiche Mat sein.

Aus jeder Ausgleichslleitung kann man provsorisch einfach ein
Thermoelement machen, indem man die Enden zusammenrödelt oder
besser verschweißt.

Allerdings werden oft an der Meßstelle sogenannte Mantelelemente
verwendet (nur um die Festigkeit gegen die Umgebungsbed. zu erhöhen),
die dann mit normalen Ausgleichsleitungen verlängert werden.

Gruß Uwi

#6

Hallo,

Das Thermoelement sind auch nur zähe Drähte aus Ni-CrNi (bei
Typ K) Die Ausgleichsleitung muß genau das gleiche Mat sein.

Falsch.
Siehe hier: http://www.hesselmann.de/agl_allgemein.html (zweiter Absatz - ‚Die Werkstoffe‘). Zitat:
‚Ersatzwerkstoffe werden eingesetzt für die Thermopaare Typ K und N und für die Edelmetallthermopaare Typ R, Typ S und Typ B, da bei diesen Thermopaaren das Thermomaterial aus sehr teuren Werkstoffen besteht und die Ersatzwerkstoffe wesentlich billiger sind.‘
Habe ich in meinem letzten Job selber eingesetzt. Mit Platin-Platin/Rhodium wird die Leitung einfach etwas zu teuer, um da ebenfalls das Elementmaterial zu verwenden. Cu-Cu/Ni ist wesentlich preiswerter. Eine komplette Tabelle findet man in einem PDF: http://www.hesselmann.de/pdf/10-7_20.PDF auf Seite3.
Gruß
loderunner

#7

Hallo,

na gut, wenn das so ist.

Allerdings für übliche Typ K habe ich bis jetzt immer nur
Ni-CrNi Leitungen gesehen und verbaut. Das Mat. ist natürlich
lange nicht so teuer wir Platin oder Rhodium.

Gruß Uwi

Das Thermoelement sind auch nur zähe Drähte aus Ni-CrNi (bei
Typ K) Die Ausgleichsleitung muß genau das gleiche Mat sein.

Falsch.
Siehe hier: http://www.hesselmann.de/agl_allgemein.html
(zweiter Absatz - ‚Die Werkstoffe‘). Zitat:
‚Ersatzwerkstoffe werden eingesetzt für die Thermopaare Typ K
und N und für die Edelmetallthermopaare Typ R, Typ S und Typ
B, da bei diesen Thermopaaren das Thermomaterial aus sehr
teuren Werkstoffen besteht und die Ersatzwerkstoffe wesentlich
billiger sind.‘
Habe ich in meinem letzten Job selber eingesetzt. Mit
Platin-Platin/Rhodium wird die Leitung einfach etwas zu teuer,
um da ebenfalls das Elementmaterial zu verwenden. Cu-Cu/Ni ist
wesentlich preiswerter. Eine komplette Tabelle findet man in
einem PDF: http://www.hesselmann.de/pdf/10-7_20.PDF auf
Seite3.
Gruß
loderunner