JS-Home Temperaturmessung

Thermocouple oder Thermodrahtmessung

• Thermocouple ist für Modellbau einfach genial. Das Material ist Meterware auf einem Drahtwickel und extrem robust. Bedingt durch den relativ niedrigen Widerstand des Leiters ergibt sich eine gute Störsignalfestigkeit. Die Isolation kann aus Kapton, Teflon oder andere Materialien bestehen. Für Heißtemperaturen verwendet man Edelstahlmantelisolierungen. Die meist verwendeten Thermocouple sind Typ K und Typ N und vertragen Temperaturen bis ca 1300 Grad. Weitere Typen sind z.B. T,E,R,S ... Eine klassische Anwendung im Modellbau ist die Abgastemperaturmessung von Turbinen.
• Prinzip: Haben zwei metallische Leiter Kontakt entsteht aufgrund des thermoelektrischen Effekts oder Seebeck Effekt genannt eine Spannung. Je nach Material ist es anderer Gradient.
• Nachteil: Genauigkeiten besser von +-1,0 Grad sind kaum zu erzielen. Nur mit hohen elektronischen Aufwand und meist digitalen Systemen können höhere Genauigkeiten erzielt werden
• Verarbeitung: Den Doppeldraht einfach auf Länge schneiden, 10 mm abisolieren, die zwei Leiter verdrillen und an die Meßstelle bringen. Viele Multimeter im Elektronikhandel verfügen über diese Messmethode und haben eine spezielle Buchse. Es benötigt nur einen speziellen Thermocouplestecker. Die Stiftkontakte sowie Schrauben in dem Stecker sind ebenfalls aus diesem speziellen Leitermaterial. In diesem Falle ist Farbe des Steckers Gelb für Typ K.
• Messprinzip: Zur Messung mit Thermocouple ist eine Messmethode erforderlich mit Kaltstellenkompensation. An der Übergangsstelle von Thermocouple zu Kupfer muß die Klemmentemperatur gemessen und kompensiert werden.
• Mathe: Will man die Thermospannung umrechnen gibt es dafür Polynome die definiert sind in EN-Normen ( EN60584).

Um ein ungefähren Anhalt zu haben eine kurze Übersicht

Die Graphen stellen die Genauigkeit dar welches ich in Labview programmiert habe. Der Fehler liegt nicht schlechter +-0,05 Grad über den gesamten Bereich. Die Temperatur X wird vorgegeben, in Spannung und wieder zurück gerechnet über das jeweilige Polynom. Dadurch konnte ich einen fehlerhaft eingegebenen Koeffizieten schnell lokalisieren. Das Delta läuft dann extrem weg. Die Einheit ist [°C].

Für Couple Type K

Für Couple Type N