ich bin auf der Suche nach einer möglichst einfachen und kostengünstigen Möglichkeit, die Temperatur eines sehr dünnen „Blechs/Drahtes“ halbwegs zuverlässig zu messen.
Einen ersten Versuch habe ich bereits mit einem Infrarot-Thermometer unternommen. Dabei hatte ich jedoch den Eindruck, dass der Messpunkt zu stark streut und die tatsächliche Temperatur nicht erfasst wird – die Werte lagen nicht einmal ansatzweise in dem Bereich, den ich erwartet hätte.
Mein Ziel ist es, eine Langzeitmessung über etwa 3 Stunden durchzuführen. Die Temperatur müsste dabei lediglich angezeigt werden. Parallel wird alle 2 Sekunden ein Bild aufgenommen und gespeichert, sodass ich den Temperaturverlauf später gemeinsam mit weiteren Parametern anderer Geräte in einem Video nachvollziehen kann.
Zum Versuchsaufbau:
Das Blech/Drahtstück sieht so aus wie auf dem beigefügten Bild.
Abmessungen: Stärke 0,4–0,6 mm (je nach eingespanntem Blech), Breite konstant 3 mm.
Das Blech wird elektrisch aufgeheizt und sollte die Temperatur anschließend halten.
Besonders wichtig ist mir, herauszufinden, wie sich die vom Steuergerät errechnete Temperatur zur tatsächlich gemessenen Temperatur verhält. Da sich der Widerstand mit zunehmender Erwärmung verändert, regelt das Steuergerät zwar nach – jedoch könnte sich auch die Halterung erwärmen, wodurch zusätzliche Widerstandsänderungen entstehen. Das könnte wiederum zu fehlerhaften Ergebnissen führen. Ich möchte deshalb prüfen, wie groß die Abweichung tatsächlich ist und ob sie für meinen Anwendungsfall relevant wäre.
Habt Ihr eine Idee, mit welchen Messmitteln ich das Blech/Drahtstück in einem solchen Langzeittest am besten überwachen könnte?
Der erwartete Temperaturbereich liegt zwischen ca. 50 °C und 250 °C.
Zur Verfügung hätte ich noch ein Uni-T UT50A, mit dem man ebenfalls Temperaturen messen kann. Allerdings habe ich diese Funktion bisher noch nie genutzt – und leider finde ich das dafür vorgesehene Kabel momentan nicht mehr.
Entweder den Widerstand des Drahtes/Bleches messen (Spannung und Strom) oder wie gesagt mit einem Thermoelement. Da brauchst Du aber ein Isoliertes Thermoelement und somit nicht so genau (weil es ziemlich viel Masse gegenüber dem Draht hat) oder Du mußt ziemlich Aufwand betreiben um den Thermoelement-Stromkreis galvanisch isoliert vom Heizkreis zu haben.
Der MAX31855 braucht ein Thermoelement das nicht mit Masse verbunden ist.
Der MAX6675 braucht ein Thermoelement das einseitig auf Masse gelegt ist. Das ist bei Verbindung des Heizstroms mit Masse durch die Übergangswiderstände der Klemmen des Schneidedrahts auch problematisch.
Das Meßgerät hat eine K-Thermoelement mitgeliefert. K-Thermoelemente sind eine der meist gebrauchten Thermoelemente und darum leicht und billig zu bekommen. Du kannst am Multimeter also jede k-Thermoelement anschließen. Etwas fummelig wird es sein die Schweißstelle (Verbindungsstelle der 2 Drähte des Thermoelements) gut mit dem Heizdraht/Heizblech in Berührung zu bringen.
Mit den beiden MAX kannst Du die Temperatur mittels Thermoelement messen und Arduino kann die Daten einlesen. Wie gesagt wegen der Masseverbindung bzw Nichtverbindung des Thermoelements wird die Messung Problematisch sein weil der Arduino Masseverbindung mit dem Steuerkreis bzw Heizkreis haben wird. Ich kann Dir keinen sicher funktionierenden Ratschlag geben.
Das Teil mit MAX ist aufwändiger und beantwortet die Frage nach der Temperatur nicht duirekt. Wenn sich z.B. durch Abbrand am Draht oder Oxydation der Kontaktflächen der Widerstand ändert bekommst du interssante Messwerte. Im Gegensatz datz liefert die das Thermoelement immer die Temperatur an der Messtelle. Es macht erst sinn, die Drahtschleife als Sensor zu verenen, wenn das thermische Verhalten des ganzen Verbundes bekannt ist - und das ist es ja nicht, weil dann müsstest du ja nicht messen
Der sensible Teil der Thermosonde ist die Verbindungsstelle der 2 Drähte des Thermoelements. Meist sind die Drähte mit einer kleinen Kugel miteinander verschweißt.
Diese kleinen Kugel ist die Temperaturempfindliche Stelle der Sonde.
Die Widerstände werde ich in den kommenden Tagen mal messen und bin gespannt, was dabei herauskommt.
Da ich nicht alles vergessen habe, möchte ich verschiedene Tests durchführen und dabei meine Halterung immer wieder etwas abändern, um zu sehen, wie sich das Ganze verhält. Denn ich kenne so etwas nicht und bis auf einen Laboraufbau vor Jahrzehnten habe ich so etwas nie gesehen oder gemacht.
Aktuell ist meine Messleitung recht weit vom Draht entfernt, was ich nicht so gut finde. In diesen Tests möchte ich ermitteln, welchen Unterschied es macht, wenn ich ein etwas größeres Loch in den Block bohre und am Ende des Lochs ein Gewinde habe, an das ich das Kabel anschließen kann. So habe ich nicht ca. 1 cm Bronze dazwischen, sondern nur ca. 3 mm.
Ich habe das neue Messgerät nun bestellt. Es sollte in den nächsten Tagen eintreffen. Ich bin gespannt auf die Ergebnisse.
Ich habe die Widerstände mit meinen Messgeräten so gut es ging ausgemessen.
Das Blech ist aus gehärtetem Stahl, mehr ist mir leider nicht bekannt. Der Hersteller der Teile gibt auch keine weiteren Informationen heraus.
Meine Idee war, einmal herauszufinden, wie sich das Ganze auf Dauer verhält. Dann wollte ich das Gewinde aufbohren und bis kurz vor das Blech gehen. Anschließend wollte ich eine Hülse hineinstecken, sodass die Schraube 3 mm oder 2 mm vor dem Blech erst den Bronze-Block berührt. So ist die Wegstrecke durch die Bronze deutlich kleiner und die Verfälschung des Blocks müsste geringer werden. Die Frage, die ich mir dabei stelle, ist: Wie hoch ist diese Verfälschung und ist der Aufwand mit der Tiefenbohrung der Hülse diesen Aufwand wert?
Zumindest habe ich das bei der 4-Leiter-Messung so verstanden. Oder habe ich etwas vergessen und mein Gedanken-Karussell hat wieder neuen Strom bekommen? (Ich kann mir mit der Masse, dem Weg und dem Widerstand überhaupt nichts vorstellen, daher der praktische Test.
Am einfachsten wenn du Netzteil mit Strombegrenzung hast. Das z.B. auf 1A einstellen (mit dem Multimeter kontrollieren). Diesen Strom dann über den Messingblock jagen und an beiden Seiten die Spannung messen. Wenn du dann 10mV misst, hat dein Block 10mOhm und nicht 300mOhm. Besser wird das Ergebnis wenn du z.B. 10A nutzen kannst.
Wenn Du "Strommessung" mit "Spannungsmessung" tauschst dann stimmt es.
Achtung der Strombegrenzungswiderstand muß ziemlich viel Leistung abkönnen. Aber solche Leistungswiderstände hast Du sicher. Die heißen "12V Halogenlampen" aus dem Autobedarf.
Notfalls mußt Du den Strom messen.
Grüße Uwe
