temperatursensor für 20-25°C und einer auflösung von 0.02°C

[user529]

eigentlich steht alles im titel, wenn die temperatur den bereich (kann auch kleiner sein, 1°C wären auch ok, wenn ich dafür genauer messen kann) verlässt sollte er zumindest ein "drüber" oder "drunter" angeben, muss aber nicht mehr messen.
der absolutwert ist nicht unbedingt wichtig, muss aber über lange zeit den fehler konstant halten.

was ich machen möchte:
ich habe eine saitenkraftmesszelle (alurohr in der ein vernickelter stahldraht gespannt ist, welcher mittels E-magnet angeschlagen wird, umgeschaltet wird und danach die frequenz der schwingung misst; anschließend errechnet ein atmega die auf die zelle wirkende kraft). um genau messen zu können ist die längsdehnung des rohres störend und darum möchte ich das ölbad in dem die zellen aufgebaut sind beheizen und somit die temperatur möglichst konstant halten. rechnerisch reichen würden 0,1°C, aber ein wenig reserve ist sicher nicht falsch

ein digitales fieberthermometer habe ich schon "untersucht", erreicht aber die genauigkeit nicht.

links:

manfs versuchsaufbau (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=14678)
der prototyp (http://img161.imageshack.us/my.php?image=dreikomponentente3.jpg)
so wird es (hoffentlich) bald aussehen (http://img379.imageshack.us/my.php?image=6komponentenwaagejt7ms2.jpg)

schon mal danke fürs lesen
mfg clemens

[Manf]

Tmeperatursensoren mit guter Langzeitstabilität sind natürlich PT100 (PT1000) Sensoren höhere Auflösung erhält man mit KTY81... und beides zusammen sicher mit speziellen Quarzen die im Preis ihre Beschränkung haben.
Oder suchst Du Sensoren mit digitalem Ausgang?

Das Ölbad habe ich nicht gesehen, soll das ganze Gestell in Öl getaucht sein? Wenn das Bad sehr groß ist dann kommt es bald auch auf die Temperaturverteilung im Bad an.
Manfred

[user529]

ja, der gesammte aufbau kommt in ein ölbad (D250mm H100mm =4l). über die temperaturverteilung mache ich mir keine sorgen, da eine pumpe und leitbleche für eine gleichmäßige umwälzung sorgen werden.

digitaler ausgang ist nicht zwingend, wäre aber praktisch.

im datenblatt des KTY81-150 stehht dass dieser sensor 0,5% abweichung hat, bei 25°C sind das dann -+0,125°C oder oder wie ist diese angabe zu verstehen?

wie ist die begrenzung durch den quarzpreis zu verstehen, der pt1000 ist doch ein widerstand, der seinen wert als funktion der temperatur ändert?

mfg clemens

[Besserwessi]

Die Tolleranz bezieht sich auf den Widerstand. Wenn ich die Kennlinie richtig in Erinnerung habe entspricht dies etwa 1 Grad Unsicherheit in der absoluten Temperatur.

Ein PT100 ist sehr lanzeitstabil (zumindest die teure Drahtversion, die billigen Dünnfilm Versionen sind nicht alle besonders stabil) aber man verlagert damit das Problem im wesentlichen den Rest der Schaltung. Für eine wirklich gute Auflösung damit werden sehr stabile Vergleichswiderstände benötigt. Die Messung geht dann am besten mit Wechselstromanregung. Es geht also, ist aber Aufwendig.

Für eine hohe Auflösung ist ein Sensor mit steiler Kennlinie wichtig, z.B. ein NTC. Bei einer Temperatur sehr nahe an Zimmertemperatur ist die Alterung normalerweise nicht so kritisch. Eine andere recht stabile Möglichkeit zur Temperaturmessung ist die Durchlassspannung einer Diode.
Sinnvollerweise sollte in deinem Fall die ganze Schaltung mit dem Ölbad temperiert werden.

[Manf]

im datenblatt des KTY81-150 stehht dass dieser sensor 0,5% abweichung hat, bei 25°C sind das dann -+0,125°C oder oder wie ist diese angabe zu verstehen?
Es ist die Fertigungstoleranz. Beim Serieneinsatz wenn man die einzelnen eingesetzten Exemplare nicht in der Schaltung abgleicht ist dieser Wert relevant.
Für den vorliegenden Fall sollte man die Langzeitstabilität heraussuchen, mal sehen ob die auch gleich im Datenblatt steht.
Manfred

http://www.nxp.com/acrobat_download/various/SC17_GENERAL_TEMP_1996_3.pdf
With their high accuracy and excellent long term stability,
the KTY series of silicon sensors in spreading resistor
technology provide an attractive alternative to the more
conventional sensors based on NTC or PTC technology.


KTY 85: 1000h
typ 0,13K max 0,25K

Long term stability
Assuming that the sensor is typically used at half of the
specified maximum temperature, our Si sensor will have
low drift as described in Table 1 for at least 450000 hours
(equals 51 years). This calculation is based on the
Arrenius equation (activation energy = 0.7 eV).

Damit ist hoffentlich die halbe Temperaturdifferenz zu 20°C oder zu 0°C gemeint.
Für kürzere Betriebszeiten als 51 Jahre (das wäre sonst bei Dir erst mit 69) wird die Drift über die Wurzel des Zeitraums bezogen auf die 51 Jahre bestimmt, in 12 Jahren also die halbe Drift.

[user529]

habt ihr schaltpläne oder links zu diesem thema?

ich habe im internet einen ntc thermistor gefunden, allerdings mit einer minimalen schalttemperatur von 40°C, weiß jemand wo ich welche mit geringerer Ts her bekomme?

[Manf]

Eine übliche Temperaturregelung hat man früher mit einem NTC Fühler aufgebaut, einem analogen Bauelement, das eine relativ empfindliche Widerstandskennlinie hat.
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermistor
Heute wird man eher einen KTY Sensor dafür einsetzen, wie gesagt, wegen der höheren Zuverlässigkeit und Stabilität und im allgemeinen auch wegen der relativ linearen Kennlinie. Für die Regelung auf eine konstante Temperatur ist die Linearität allerdings nicht wichtig.
Ein sogenannter PTC ist für einen bestimmten Bereich noch empfindlicher und erspart damit oft den Regelverstärker, aber für die präzise Regelung hier hat er wohl keinen Vorteil.

Für die Regelung ist das Regelverhalten interessant, die Zeitkonstante der Strecke und des Stellglieds. Es kommt mir etwas schwerfällig vor, das ganze System in Öl zu packen, ein thermisch einigermaßen abgeschlossenes Gehäuse mit Luftumwälzung ermöglicht gerade bei einem ersten Systen (Prototyp(?)) noch den Eingriff ohne das Bewegen von mehreren Litern Öl.
(Ansichtssache)
Manfred

[user529]

Für die Regelung ist das Regelverhalten interessant, die Zeitkonstante der Strecke und des Stellglieds. Es kommt mir etwas schwerfällig vor, das ganze System in Öl zu packen, ein thermisch einigermaßen abgeschlossenes Gehäuse mit Luftumwälzung ermöglicht gerade bei einem ersten Systen (Prototyp(?)) noch den Eingriff ohne das Bewegen von mehreren Litern Öl.
(Ansichtssache)


im bezug auf handhabung bin ich ganz deiner meinung, leider muss dieser gesammte aufbau in einen saugwindkanal und bei einer windgeschwindigkeit von 130km/h möglichst genau arbeiten. messaufbau und kanal können nur durch einen ringspalt getrennt werden, da eine membran entweder die messung durch ihren verformungswiederstand, wärmedehnung, oder ein flattern/nachgeben in der strömung beeinflussen könnte. zudem arbeitet öl noch als dämpfer und verhindert unerwünschte schwingungen der oberen und unteren platte.

ich habe noch nie etwas vergleichbares gesehen, und möchte darum im bezug auf die temperaturkompensation nicht rechnen, sondern lieber die temperatur ordentlich konstant halten, nur bin ichmir noch nicht so sicher wie.

mfg clemens

[Manf]

Na gut, wenn die Sache so aufwändig und so sicher sein muß, dann mag der Aufwand angebracht sein.
Pass halt dann auch auf, dass in dem System nicht zu viele Innovationenen gleichzeitig erprobt werden.
Die KTY Sensoren sind sicher ein guter Kompromiß zwischen Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit.
Manfred