Skizze: Anordnung und Verlauf einer Temperaturmessung
Temperatur schwingt sinusförmig
Mittelwert 100°C
Amplitude von 10 K
Periodendauer 10 s
Pt 100 Temperatursensor
warum verhält sich der Pt 100 Sensor näherungsweise wie ein Verzögerungsglied erster Ordnung?
weil Wärme gespeichert und abgegeben wird, wie beim Kondensator die Ladung.
Wie berechnet man den Zeitlichen Verlauf der gemessenen Temperatur (Betrag und Phase)?
Wie sind die zugehörigen Funktionsgleichungen?
w= 2*PI / T
der Sensor ist an ein 55m langes Kabel angeschlossen. Wie wirkt sich das Kabel aus? Kann der Einfluss eliminiert werden?
das Kabel hat einen Widerstand und eine Kapazität.
Widerstand verfälscht Amplitude
Kapazität verfälscht Phase
Eliminierung durch:
Vierleiterschaltung
Dreileiterschaltung
Kabelquerschnitt erhöhen
anderes Kabelmaterial
Daten funken
Kabel verdrillen (-> Kapazität sinkt)
Warum können bei der Vier- und Dreileiterschaltung die Leitungswiderstände vernachlässigt werden?
Unter welcher Vorraussetzung gilt diese Vernachlässigung?
Spannungsmessung über seperate Leitungen
Messtrom =0
kein Spannungsabfall an Messleitungen
-> Leitungswidersatnd spielt keine Rolle
Strom geht über R teta
geringster Widerstand
kein Spannungsabfall an R_L
kein Strom durch R_L
Vorraussetzung: R teta > R_L + R_V
Möglichkeiten um den Einfluss der Leiterwiderstände zu eliminieren?
Drei-/ Vierleiterschaltung
Weatstonebrücke
Was ist ein Heißleiter und wie funktioniert er?
temperaturabhängiger Widerstand
besitzt negativen Temperatur Coeffizient (NTC)
idR Halbleiter
durch Erhitzung: Elektronen lösen, damit sie an Leitung teilnehmen
je höher die Temperatur, desto kleiner der Widerstand
welchen Wert und welche Empfindlichkeit hat der Widerstand bei 30°C?
durch Welche Maßnahmen kann der Wärmeleitwert vergrößert werden?
Wärmeleitwert: G= alpha * A
G erhöhen durch vergrößern von
Fläche A oder
Wärmeübertragungskoeffizient alpha
Wärmekapazität C wird erhöht
-> aus der Temperatur des Mediums wird mehr Energie gezogen
Zuleitungswiderstand bei einem Thermistor/ Halbleitertemperatursensor spielt keine Rolle
-> Messwiderstand ist schon so groß
= 303,14 K = 29,989 °C
Unterschied zu den 30 °C ist so gering, spielt keine Rolle
-> nichts wird vorgetäuscht
Fehler muss nicht korrigiert werden;
Zuleitung spielt keine Rolle
Heißleiter
welche Auswertungsschaltung würden Sie empfehlen?
können direkt messen, weil Widerstand hoch
Wheatstonebrücke - Temperatur kann empfindlicher gemessen werden
Signal bei U_d nochmal verstärken und dann analog/ digital wandeln (Ad Wandlung)
Warum wird bei einem Pt 100 eine Mäanderstruktur gewählt?
Leiter ist dicker und länger
stabiler
länger damit der Widerstand aufgebaut werden kann
Wärme kann abgegeben werden
dünner Draht würde sofort durchbrennen, hat hohen Widerstand
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