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bastelix(R)

01.09.2019,
00:25
(editiert von bastelix
am 01.09.2019 um 00:31)
 

Problemchen mit K-Typ Temperaturfühler (Bauelemente)

Servus Zusammen,

ich hab mir in der Bucht zwei K-Typ Temperaturfühler und zwei MAX6675 Platinchen geholt. Den MAX6675 frage ich mit einem Arduino Nano ab.

Bei der aktuellen Raumtemperatur passen die Messwerte (26 - 27°C) zu den Messwerten mit 2,5K Toleranz. Die anderen Thermometern, die ich hier im Raum stehen habe, sagen 25°C +/- Toleranz der jeweiligen Fühler. Wenn ich die K-Typ-Fühler am MAX6675 in Eiswasser halte bekomme ich Werte von 4-6°C (ein paar Ausreißer gegen 1°C und 8°C sind dabei, mehr Richtung 8°C) angezeigt. Mein DMM (PeakTech 2005) kann auch mit einem K-Typ Temperaturfühler umgehen, das hat mir, beim mitgelieferten Temperaturfühler, das Eiswasser mit -2°C angezeigt (auch noch in der +/-2,5K Toleranz). Ein DS18B20 hat mir das Eiswasser mir 0°C (mit ein paar Schwankungen innerhalb dessen Toleranz) angezeigt.

Dann habe ich den Messfühler von meinem DMM an eine der MAX6675-Platinen geklemmt und einen Messfühler aus der Bucht an das DMM. Das DMM hat mir dann im Eiswasser 0°C angezeigt, der MAX6675 die bekannten 4-6°C. Soweit, so gut.

Dann habe ich den Messfühler vom DMM wieder an das DMM gehängt und es zeigt mir seitdem nur noch 21°C Raumtemperatur (bei 25°C) an! Im Eiswasser passt der Messwert wieder und ich habe den Messfühler jetzt seit gut 24 Stunden an der Luft trocknen lassen - hat aber nichts geändert. Der Messfühler aus der Bucht zeigt am DMM auch nur noch 20-21°C an. Wenn ich die Messfühler in die Hand nehme steigt die Temperatur am DMM auf 31°C, also irgendwas wird schon gemessen. Der Messfühler aus der Bucht zeigt am MAX6675 wieder die etwas höhere Raumtemperatur von 26-27°C an, das macht aber auch der Messfühler der nie am DMM hing.

Die MAX6675-Platinen scheinen nichts zu taugen. Großartig dran rumbasteln kann ich da wohl auch nicht, da ist nur der IC ein SMD-Kondensator und die Verbinder (Pfostenverbinder und Klemmpol) drauf. Das ist soweit OK, da ich schon ein paar Euro Lehrgeld eingeplant habe.

Aber warum misst mein DMM, mit dem Fühler der beim DMM dabei war, nach der Aktion eine zu niedrige Raumtemperaturen? Vorher hat es relativ genau (also +/-2° die Raumtemperatur angezeigt).
Was (und wie) hab ich das kaputt gemacht?

Edit: Aussagekräftigerer Betreff und ein paar Rechtschreib- und Grammatikfehler korrigiert (und ich hab den Beitrag vor dem Posten nochmal durchgelesen :( ).

simi7(R)

D Südbrandenburg,
01.09.2019,
09:50

@ bastelix

Problemchen mit K-Typ Temperaturfühler

» Servus Zusammen,
»
» ich hab mir in der Bucht zwei K-Typ Temperaturfühler und zwei MAX6675
» Platinchen geholt. Den MAX6675 frage ich mit einem Arduino Nano ab.
»
» Bei der aktuellen Raumtemperatur passen die Messwerte (26 - 27°C) zu den
» Messwerten mit 2,5K Toleranz. Die anderen Thermometern, die ich hier im
» Raum stehen habe, sagen 25°C +/- Toleranz der jeweiligen Fühler. Wenn ich
» die K-Typ-Fühler am MAX6675 in Eiswasser halte bekomme ich Werte von 4-6°C
» (ein paar Ausreißer gegen 1°C und 8°C sind dabei, mehr Richtung 8°C)
» angezeigt. Mein DMM (PeakTech 2005) kann auch mit einem K-Typ
» Temperaturfühler umgehen, das hat mir, beim mitgelieferten
» Temperaturfühler, das Eiswasser mit -2°C angezeigt (auch noch in der
» +/-2,5K Toleranz). Ein DS18B20 hat mir das Eiswasser mir 0°C (mit ein paar
» Schwankungen innerhalb dessen Toleranz) angezeigt.
»
» Dann habe ich den Messfühler von meinem DMM an eine der MAX6675-Platinen
» geklemmt und einen Messfühler aus der Bucht an das DMM. Das DMM hat mir
» dann im Eiswasser 0°C angezeigt, der MAX6675 die bekannten 4-6°C. Soweit,
» so gut.
»
» Dann habe ich den Messfühler vom DMM wieder an das DMM gehängt und es zeigt
» mir seitdem nur noch 21°C Raumtemperatur (bei 25°C) an! Im Eiswasser passt
» der Messwert wieder und ich habe den Messfühler jetzt seit gut 24 Stunden
» an der Luft trocknen lassen - hat aber nichts geändert. Der Messfühler aus
» der Bucht zeigt am DMM auch nur noch 20-21°C an. Wenn ich die Messfühler in
» die Hand nehme steigt die Temperatur am DMM auf 31°C, also irgendwas wird
» schon gemessen. Der Messfühler aus der Bucht zeigt am MAX6675 wieder die
» etwas höhere Raumtemperatur von 26-27°C an, das macht aber auch der
» Messfühler der nie am DMM hing.
»
» Die MAX6675-Platinen scheinen nichts zu taugen. Großartig dran rumbasteln
» kann ich da wohl auch nicht, da ist nur der IC ein SMD-Kondensator und die
» Verbinder (Pfostenverbinder und Klemmpol) drauf. Das ist soweit OK, da ich
» schon ein paar Euro Lehrgeld eingeplant habe.
»
» Aber warum misst mein DMM, mit dem Fühler der beim DMM dabei war, nach der
» Aktion eine zu niedrige Raumtemperaturen? Vorher hat es relativ genau (also
» +/-2° die Raumtemperatur angezeigt).
» Was (und wie) hab ich das kaputt gemacht?
»
» Edit: Aussagekräftigerer Betreff und ein paar Rechtschreib- und
» Grammatikfehler korrigiert (und ich hab den Beitrag vor dem Posten nochmal
» durchgelesen :( ).

Falschpolung kannst du mit Sicherheit ausschließen?

Hartwig(R)

01.09.2019,
15:47
(editiert von Hartwig
am 01.09.2019 um 15:54)


@ bastelix

Problemchen mit K-Typ Temperaturfühler

Hallo,
das hört sich merkwürdig an. Ich würde zunächst einen echten Fehler ausschließen, aber Thermoelemente bedürfen ja aufgrund der nicht zu vernachlässigenden kontaktspannungen einer speziellen Anschlußtechnik - vielleicht sind da also Kontaktpotenziale im Spiel also evtl. auch durch Adaptionsmaßnahmen (oder Abrieb oder Oxyd?).
Oder Anschluss mit vernickelter Schraube, Leiter Cu verzinnt. Zuerst hast du den Übergang Sn-Ni, beim nächsten Mal ist die Zinnschicht durch und es ist Cu-Ni - das nur als Beispiel....

Grüße
Hartwig

bastelix(R)

01.09.2019,
22:16

@ simi7

Problemchen mit K-Typ Temperaturfühler

» Falschpolung kannst du mit Sicherheit ausschließen?
Am DMM ja, wenn ich den Fühler verpole sinkt die angezeigte Temperatur wenn es am Fühler wärmer wird. Hab ich eben auch nochmal ausprobiert.

bastelix(R)

01.09.2019,
23:02

@ Hartwig

Problemchen mit K-Typ Temperaturfühler

Hallo,

» das hört sich merkwürdig an.
Ja, das Verhalten vom DMM verwirrt mich.

» Ich würde zunächst einen echten Fehler
» ausschließen, aber Thermoelemente bedürfen ja aufgrund der nicht zu
» vernachlässigenden kontaktspannungen einer speziellen Anschlußtechnik -
» vielleicht sind da also Kontaktpotenziale im Spiel also evtl. auch durch
» Adaptionsmaßnahmen (oder Abrieb oder Oxyd?).
Ich hab die Buchsen am DMM und die Stecker des Fühlers mit Isopropanol gereinigt und mir die Stecker mal angeschaut. Ich kann aber keinen Abrieb erkennen, die sind durchgängig silbrig-glänzend. In den Buchsen war etwas Schmutz, aber am angezeigten Messwert hat das nichts geändert.

» Oder Anschluss mit vernickelter Schraube, Leiter Cu verzinnt. Zuerst hast
» du den Übergang Sn-Ni, beim nächsten Mal ist die Zinnschicht durch und es
» ist Cu-Ni - das nur als Beispiel....
Das könnte die Abweichungen zur Raumtemperatur bei den MAX6675-Modulen erklären. Was da genau verbaut wurde kann ich nicht sagen. Aufgequetschte Kabelschuhe am Fühler und ein Schraubterminal an der Platine. Ich könnte mal versuchen ein Terminal durch ein anderes Schraubterminal zu ersetzen, sofern ich etwas mit passenden Rastermaß da habe.



Vorerst würde es mir aber reichen, wenn mein DMM wieder genauer misst und ich verstehe was da passiert ist.

Gruß
Bastelix

ollanner(R)

02.09.2019,
21:27

@ bastelix

Problemchen mit K-Typ Temperaturfühler

Von diversen Markenherstellern für Steck- und Schraubverbinder gibt es auch Klemmstellen für Temperaturfühlerleitungen. Wurden solche Verbinder mal in Betracht gezogen?

--
Gruß
Der Ollanner

bastelix(R)

02.09.2019,
22:52
(editiert von bastelix
am 02.09.2019 um 23:00)


@ ollanner

Problemchen mit K-Typ Temperaturfühler

» Von diversen Markenherstellern für Steck- und Schraubverbinder gibt es auch
» Klemmstellen für Temperaturfühlerleitungen. Wurden solche Verbinder mal in
» Betracht gezogen?
Nein, hatte ich bisher noch nicht auf dem Schirm. Hab mal kurz gegoogelt aber nicht wirklich was gefunden. Kannst du mir ein Stichwort für die Suche nennen?

Aber eigentlich gehts mir im Moment eher ums DMM, was ja mal funktioniert hat. Kann es an an einem (beginnenden) Kabelbruch beim Messfühler liegen?
Edit: Hab grad nachgeschaut, Ersatzfühler kostet bei Reichelt 4,45 den bestell ich bei der nächsten Bestellung mit, dann sollte ich ja sehen ob es am Fühler liegt.

bastelix(R)

07.09.2019,
00:31

@ bastelix

DMM tut wieder

Servus Zusammen,

der Ersatz-Fühler für das DMM ist da und der alte und neue sind sich einig 19°C bei 22°C laut DHT22 und BMP18.
Ich denke das lag einfach daran, dass die Temperaturfühler im Raum durch unterschiedliche Umgebungsbedingungen beeinflusst werden (der DHT22, z.B. hängt ca. 1,5m höher und ist gut 2m vom DMM entfernt). Also Messfehler innerhalb der Toleranz im Rahmen des Bastellabors.

Dann kann ich mich ja jetzt wieder den K-Typ-Fühlern und den MAX6675 Modulen aus der Bucht widmen.

tool

09.09.2019,
15:36

@ bastelix

DMM tut wieder

Hallo, das Symptom würde mich darauf schliessen lassen, das dein DMM-interner Tempsensor nicht Raumtemperatur hatte.

Wie du wahrscheinlich weißt, braucht es bei Thermoelementen ja eine Referenzmessung auf der "Kaltseite", also im Gerät/MAX-chip etc., gegen die das Messgerät dann die Differenz zur "Heissseite" errechnen kann.
Vielleicht hattest du das Gerät auch zu nah am Eiswasser dran, und es musste sich im Inneren erstmal wieder an die Umgebungstemperatur angleichen?

Die Thermoelemente musst du auch nicht trocknen lassen, das hat auf den Seeback-effekt keine Auswirkung, solange die beiden Leiter
nicht durch die Nässe irgendwo miteinander kurzgeschlossen sind und daher das Spannungsdifferenzial nicht an der Messspitze aufbauen, wo du messen willst.

Wenn du die Temp-Kennlinie vom MAX-chip in Zusammenhang mit dem K-element anpassen willst, kann ich dir die Seite hier als Grundlage empfehlen:
https://learn.adafruit.com/calibrating-sensors/maxim-31855-linearization

bastelix(R)

10.09.2019,
22:28

@ tool

DMM tut wieder

Hallo

» das Symptom würde mich darauf schliessen lassen, das dein DMM-interner Tempsensor nicht Raumtemperatur hatte.
Ich hätte mir das jetzt eher so erklärt, dass alle Temperaturfühler als ich die verglichen habe, innerhalb des jeweiligen Toleranzbereichs insgesamt näher Beienander lagen. (Also K-Typ eher +2,5°C, DHT22 eher -1,0°C etc.) Und dann sind die in die gegenüberliegenden Extrema abgewichen. Dazu noch ein paar Messfehler durch unterschiedliche Aufstellorte im Raum, Luftströmungen, Abwärme von Geräten und unterschiedliche zeitliche Auflösung und dann die Messfehler und Messtoleranzen aufsummiert. Das ist so meine aktuelle Theorie, überprüfen kann ich das mangels genauerer Messgeräte nicht.

» Wie du wahrscheinlich weißt, braucht es bei Thermoelementen ja eine
» Referenzmessung auf der "Kaltseite", also im Gerät/MAX-chip etc., gegen die
» das Messgerät dann die Differenz zur "Heissseite" errechnen kann.
Nein, das ist mir neu. Ich hatte mich mit der einfachen Erklärung aus der Wikipedia begnügt. Im Datenblatt von dem MAX31855, den du erwähnt hast, wird das kurz angerissen und ich habe noch eine AN von Maxim gefunden die genauer drauf eingeht: https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/4026 Danke!

» Vielleicht hattest du das Gerät auch zu nah am Eiswasser dran, und es
» musste sich im Inneren erstmal wieder an die Umgebungstemperatur
» angleichen?
Nein, das Eiswasser war in einer Thermoskanne und nie näher als 20cm am DMM, der Temperaturfühler hat ein ca. 50cm langes Kabel. Das sollte hinreichend isoliert gewesen sein.

» Die Thermoelemente musst du auch nicht trocknen lassen, das hat auf den
» Seeback-effekt keine Auswirkung, solange die beiden Leiter
» nicht durch die Nässe irgendwo miteinander kurzgeschlossen sind und daher
» das Spannungsdifferenzial nicht an der Messspitze aufbauen, wo du messen
» willst.
Trocknen wegen möglicher Kurzschlüsse und der Verdunstungskälte, die möglicherweise die Messung direkt nach dem Wasserbad beeinflusst.

» Wenn du die Temp-Kennlinie vom MAX-chip in Zusammenhang mit dem K-element
» anpassen willst, kann ich dir die Seite hier als Grundlage empfehlen:
» https://learn.adafruit.com/calibrating-sensors/maxim-31855-linearization
Danke, sehr interessant. Der MAX6675 hat, gegenüber dem MAX31855, leider keine interne Referenz. Mal schaun, vielleicht bestelle ich mir noch einen MAX31855 zum experimentieren.

bastelix(R)

10.09.2019,
23:13

@ tool

DMM tut wieder

Was mir grad noch eingefallen ist: Ich messe ja im Moment mit den K-Typ-Fühlern am DMM und am MAX6675 die Raumtemperatur, damit sollte zwischen Heiß- und Kalt-Seite quasi keine Temperaturdifferenz herrschen. Welche Auswirkung hat das dann auf die Messgenauigkeit? Aktuell habe ich 4°C Differenz zwischen DMM und MAX6675 (was noch in der Toleranz liegt, wenn beide 2,5K Toleranz haben und einer eher -2K und der andere eher +2K misst) und die anderen Thermometer sagen ca. 20°C (incl. der erwähnten Messfehler ;-) )