DE10359463A1 - Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen - Google Patents

Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen Download PDF

Info

Publication number
DE10359463A1
DE10359463A1 DE2003159463 DE10359463A DE10359463A1 DE 10359463 A1 DE10359463 A1 DE 10359463A1 DE 2003159463 DE2003159463 DE 2003159463 DE 10359463 A DE10359463 A DE 10359463A DE 10359463 A1 DE10359463 A1 DE 10359463A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
measuring
analog
channels
data processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2003159463
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Georg Schweiger
Michael Multerer
Heiner Gores
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schweiger Hans-Georg Drrernat Dipl-Chem
Original Assignee
Schweiger Hans-Georg Drrernat Dipl-Chem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schweiger Hans-Georg Drrernat Dipl-Chem filed Critical Schweiger Hans-Georg Drrernat Dipl-Chem
Priority to DE2003159463 priority Critical patent/DE10359463A1/de
Priority to DE20320906U priority patent/DE20320906U1/de
Publication of DE10359463A1 publication Critical patent/DE10359463A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/028Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for numerical indication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/026Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for monitoring a plurality of temperatures, e.g. by multiplexing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2203/00Application of thermometers in cryogenics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Technisches Problem DOLLAR A Ziel ist es, schnell Temperaturen mit einer Genauigkeit von 10 mK zu erfassen. Dabei soll die Geschwindigkeit der Temperaturmessung nicht von der Anzahl der Messkanäle abhängen. Präzisionsmessungen werden nach dem Stand der Technik mit kalibrierten Platinfühlern durchgeführt, die langsam und teuer sind. DOLLAR A Lösung des Problems DOLLAR A Das Problem wird durch Einsatz von kalibrierten Thermistoren in einer Potentiometerschaltung gelöst, durch die eine temperaturabhängige Spannung erzeugt wird. Diese wird mit A/D-Wandlern in ein Digitalsignal umgewandelt. Aus diesem wird dann mittels einer erweiterten Steinhart-Hart-Gleichung und individuelle ermittelten Parametern die Temperaturinformation ermittelt. Die Darstellung und Auswertung der Temperaturinformation erfolgt mittels eines Computers oder Mikrocontrollers. DOLLAR A Anwendungsgebiet DOLLAR A Präzise und schnelle Messung von Temperaturen einer oder mehrerer Messstellen. Auswertung und Speicherung der erhaltenen Temperaturinformation.

Description

  • Für Präzisionstemperaturmessungen werden nach dem Stand der Technik Temperaturmessgeräte eingesetzt, die über Platinwiderstände als Messfühler verfügen. Um das Widerstandsignal auswerten zu können, werden bei diesen Instrumenten wechselspannungsgespeiste Transformatorbrücken verwendet, wie sie zum Beispiel in US3,584,296 [1] .beschrieben werden. Zur Berechnung der Temperatur aus Widerstand werden Funktionen nach ITS-90 [2] beziehungsweise DIN EN 60751:1996 verwendet. Mit dieser Methode ist es möglich, Temperaturen mit einer Genauigkeit von 10 mK zu messen, wenn die eingesetzten Messfühler und Geräte individuell kalibriert werden [3]. Die Nachteile dieser Methode sind zum einen in der sehr langsamen Messdatenerfassung (ca. 4s pro Messung) und dem hohen Preis der Messfühler zu sehen.
  • Als kostengünstiger erweist sich der Einsatz Thermistoren als Elemente zur Temperaturmessung. Da diese einen größeren Temperaturkoeffizienten als Platinwiderstände aufweisen, kann auf die langsame Bestimmung des Widerstandes mit den oben beschriebenen Brückenmethoden verzichtet werden. In einer Vielzahl von Patenten wie zum Beispiel GB2118307 [4], EP0180393 [5], DE3601675 [6], DE10114831 [7], JP60029624 [8] und andere werden Thermistoren als frequenzbestimmende Bauteile in RC und RCL Schwingkreisen eingesetzt. Die temperaturabhängige Frequenz wird mit einem Mikrokontroller ausgewertet. Es ist bekannt, dass die Kapazität, der in diesen Schwingkreisen eingesetzten Kondensatoren nicht über eine genügende Langzeitstabilität verfügt und dadurch auch die Resonanzfrequenz des Schwingkreise beeinflusst. Thermometer die auf diesem Prinzip basieren sind daher nicht für Präzisionsmessungen mit einer Genauigkeit von 10 mK in einer großen Temperaturspanne von 120K geeignet. Ein Einkanalthermometer, das auf dem Oszillationsprinzip basiert ist in DE3601675 [5] beschrieben, wobei eine Auflösung von 10mK im engen Temperaturbereich von 35°C bis 42°C erreicht wird. In den Patenten JP61013115 [9] und JP61118631 [10] werden Methoden vorgeschlagen, bei denen ein Thermistor mit einem konstanten Strom beaufschlagt wird und anschließend die resultierende Spannung gemessen wird. Mit beiden Methoden ist es aber nicht möglich, die geforderte Genauigkeit von 10mK zu erreichen, da durch den für eine genaue Spannungsmessung nötigen hohen Stromfluss, eine die Genauigkeit herabsetzende Erwärmung der Thermistoren, hervorgerufen wird. Es gibt in der Literatur eine Reihe von Beispielen [11], [12] und [13], bei den eine Temperaturauflösung von 1mK oder besser erreicht wird. Dabei darf natürlich die erreichte Auflösung, also die kleinste unterscheidbare Temperaturdifferenz, nicht mit der Genauigkeit verwechselt deren, die ein Maß der Abweichung der gemessenen Temperatur vom Ideal der nach ITS -90 vorgebenden Temperatur darstellt. Bei sämtlichen in der Literatur vorhanden Beispielen findet sich kein Aufbau, mit dem einzelne Fühler mit einer individuellen Kalibrierfunktion ausgewertet werden, so dass es damit nicht möglich ist, die geforderte Genauigkeit von 10 mK zu erreichen.
  • In der Literatur findet sich kein Beispiel, bei dem es möglich ist, die Anzahl der Messkanäle zu skalieren, ohne die Messgeschwindigkeit herabzusetzen. Ebenso gibt es kein Messgerät, dass über eine integrierte Zeitbasis verfügt.
  • Nach dem Stand der Technik wird bei der Verwendung von Thermistoren als Temperaturfühler die Steinhart- Hart- Gleichung zur Berechung der Temperatur aus dem gemessenen Widerstand herangezogen, wobei jedoch keine für jeden Thermistor individuell ermittelte Parameter eingesetzt werden, sondern nur Standartparameter für einen gegeben Typ.
  • Problem
  • Der in den Patentansprüchen angebenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, kostengünstig an mehr als einer Stelle Temperaturen im Bereich von 120K mit einer Genauigkeit von 10 mK und einer Geschwindigkeit von mehr als 8 Messungen pro Sekunde zu messen. Eine Erhöhung der Anzahl der Messkanäle darf zu keiner Herabsetzung der Messgeschwindigkeit führen. Zur Untersuchung von zeitabhängigen Temperaturänderungen ist eine Zeitbasis notwendig. Die Aufnahme, Speicherung und Auswertung, auch graphisch, soll mit einer Datenverarbeitungsanlage erfolgen.
  • Lösung
  • Alle aufgeführten Probleme werden durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Der weite Messbereich 120 K wird durch eine geeignete Thermistor- Widerstandkombination nach Patentanspruch 1 erreicht. Die geforderte Genauigkeit von l0mK wird durch die Kombination von Patentanspruch 1, Patentanspruch 2, geeigneten Analog/Digitalwandlern nach Anspruch 3, der Erfassung der Information nach Anspruch 4 und der Berechung der Temperaturinformation nach Patentanspruch 6 erreicht. Als Nebeneffekt ergibt sich dabei eine Auflösung von mindestens 1 mK die naturgemäß deutlich über der Messgenauigkeit liegt. Die Forderung nach der hohen Messgeschwindigkeit und geschwindigkeitsunschädlichen Skalierbarkeit wird durch die Patentansprüche 3 und 4 erreicht. Die Untersuchung von zeitabhängigen Temperaturänderungen wird durch die integrierte Zeitbasis nach Anspruch 7 ermöglicht. Die Aufnahme, Speicherung und Auswertung des Thermometers wird durch die Patentansprüche 4, 8 und 9 ermöglicht. Der Forderung nach kostengünstigen Messfühlern wird den Patentanspruch 1 nachgekommen.
  • Erreichte Vorteile
  • Die durch diese Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, das über eine weiten Messbereich von –80°C bis +120°C mit einer Genauigkeit von 10mK Temperaturen an einer großen Anzahl von Messstellen gemessen werden können. Dabei bei hat die Anzahl der Messstellen keinen Einfluss auf die Messgeschwindigkeit. Durch den Einsatz von Thermistoren wird eine deutliche Kostenreduzierung gegenüber Platinthermometern erreicht, wobei erstmals mit Messfühlern dieses Typs, eine Genauigkeit von l0mK über einen weiten Bereich erreicht wird. Mit der integrierten Zeitbasis ist es außerdem möglich, zeitabhängige Temperaturverläufe zu messen. Eine Auswertung und Aufnahme der gewonnenen Messwerte, und Steuerung des Thermometers erfolgt mit einer Datenverarbeitungsanlage.
  • Beschreibung vom Ausführungsbeispielen
  • Beispiel 1. 32-Kanal Tieftemperaturthermometer mit einem Messbereich von – 80°C bis 40°C
  • In 2 ist ein mögliches Blockschaltbild für ein 32-Kanal Tieftemperaturthermometer dargestellt.
  • Messfühler:
  • Als Messfühler, RT, werden vorzugsweise Präzisionsthermistoren eingesetzt. Beispiele hierfür stellen die Typen Accu-Curve der Firma Rhopoint Components Ltd oder Typen BetaCurve der Firma BetaTHERM Corporation dar. Diese Fühler verfügen von Haus aus, innerhalb eines Temperaturbereich von – 40°C bis 150°C beziehungsweise von 0°C bis 70°C, eine Genauigkeit von 0,2°C. Diese Fühler werden in einem abgeschlossen Glas oder Metallrohr eingebettet und über abgeschirmte Messleitungen und geeigneten Steckern mit dem Messgerät verbunden.
  • Potentiometerschaltung:
  • Um den temperaturabhängigen Widerstand dieser Fühler in eine messbare temperaturabhänige Spannung umzuwandeln, wird der Thermistor RT in eine Spannungsteilerschaltung, wie in 1 dargestellt geschaltet. Am Serienwiederstand R1 fällt nach dem Ohmschen Gesetz eine temperaturabhängige Spannung ab. Dieser Widerstand ist so zu dimensionieren, dass zum einen ein geeignet großer Spannungsbereich mit der Temperatur durchschritten wird und zum anderen die Stromfluss durch den Thermistor begrenzt wird, um eine Eigenerwärmung zu vermeiden. Je nach eingesetzten Thermistortyp erweist sich hierfür ein Wert zwischen 10 Ω und 10 MΩ als optimal. Um Fehler durch den Widerstand zu vermeiden, werden hierfür vorzugsweise Präzisionswiderstände mit möglichst geringer Drift eingesetzt. Beispiele hierfür wären Widerstände vom Typ Econistor der Firma Rhopoint Components Ltd oder Typ RC55 von Welwyen oder Vishay Typ CNS020.
  • Spannungsfolgerschaltung:
  • Um die Potentiometerschaltung, durch die Spannungsmessung mittels des Analog/Digitalwandlers nicht zu belasten, ist es vor allem beim Einsatz von hochohmigen Kombinationen aus Widerstand und Thermistor nötig, eine Pufferstufe mit hochohmigen Eingang zu verwenden. Beim Einsatz von niederohmigen Kombinationen kann diese Stufe entfallen.
  • Für diese Stufe eignet sich vorzugsweise eine Spannungsfolgerschaltung, die mittels eines Operationsverstärkers realisiert wird. Da die Fehler dieser Stufe, vor allem der Drift des Offsets des Operationsverstärkers das Messergebenbiss stark verfälschen würden, werden hier vorzugsweise Typen mit möglichst kleinem Offset und Offsetdrift eingesetzt. Vorzugweise eigenen sich hierfür besonders Choppermodelle wie der AD8551 von Analog Devices, der LTC2050 oder auch der TLC2G54 und der TLC4501 der Firma Texas Instruments. Dank der niedrigen Frequenzbandbreite dieser Bausteine ergibt sich auch eine sehr gute Unterdrückung von Einstrahlungs- und Einströmungsstörungen.
  • Analog/Digitalwandler:
  • Zur Umwandlung der Spannungen der Potentiometerschaltungen werden vorzugsweise mehrere Mehrkanalige Analog/Digitalwandler eingesetzt. Um die geforderte Messgenauigkeit zu erreichen, ist es nötig mindesten 17 Bit Wandler einzusetzen. Darüber hinaus müssen diese Wandler auch in den anderen Eigenschaften über eine ausreichende Genauigkeit verfügen. Vorzugsweise eignen sich für diesen Zweck ein Delta/Sigma Wandler. Um eine einfache Parallelisierung zu ermöglichen, empfiehlt es sich, solche Modelle einzusetzen, die über ein SPI oder ähnliches serielles Interface verfügen. Damit ist es möglich, sämtliche Wandler synchron über eine gemeinsame Datenleitung zu steuern. In diesem Beispiel werden für diesen Zweck vier Wandler mit jeweils acht Kanälen eingesetzt. Die Ergebnisse der Wandler werden über separate Datenleitung zur Datenverarbeitungsanlage übertragen. Dadurch ist eine beliebige Skalierbarkeit der Messkanäle gegeben, ohne die Messdauer zu beeinflussen. Vorzugsweise werden für diesen Zweck 24- Delta/Sigma Wandler wie der ADS1218 oder der ADS1241 der Firma Texas Instruments, LTC2804 von der Firma Linear Technologie oder AD7718 der Firma Analog Devices eingesetzt.
  • Spannungsreferenz:
  • Um die geforderte Messgenauigkeit zu erreichen, ist es vorteilhaft, sowohl die Potentiometerschaltungen wie auch die Analog/Digitalwandler aus der gleichen Spannungsreferenz zu speisen. Ungenauigkeiten, die durch Fehler der Referenz hervorgerufen werden, heben sich dann gegenseitig auf und spielen keine Rolle mehr. Der typische Bereich für die Referenzspannung liegt im Bereich von 1 bis 10V und wird passend zum Analog/Digitalwandler und zur gewählten Kombination der Potentiometerschaltung gewählt. Vorzugweise wird für jeden Analog/Digitalwandler und die dazugehörigen Potentiometerschaltung eine separate Spannungsreferenz eingesetzt so dass die Schaltung beliebig skaliert werden kann. Typische Bauteile für diesen Zweck stellen Beispielsweise die Referenzen vom Typ AD588 von der Firma Analog Devices, vom Typ LM385 der Firma Texas Instruments oder MAX6325 der Firma Maxim dar.
  • Rechnerinterface:
  • Über ein galvanisch getrenntes Interface werden die Analog/Digitalwandler an den Steuerrechner angeschlossen. Vorzugweise kommen hier kapazitive Koppelbausteine wie der ISO508 oder Optokoppler wie der PC317 zum Einsatz. Der Anschluss erfolgt dabei beispielsweise über den parallelen Druckerport.
  • Berechnung der Temperaturinformation:
  • Üblicherweise wird zur Berechnung von Temperaturen aus Widerständen von Thermistoren, die von Steinhart und Hart aufgestellte Gleichung. verwendet.
  • Figure 00060001
  • Für die Koeffizienten A, B und werden vom Hersteller der Thermistoren angegeben Werte verwendet. Damit ist mit den Termistoren Firma Rhopoint Components Ltd oder von der Firma BetaTHERM Corporation eine Genauigkeit von 0,2°C erreichbar.
  • Da aber bei dem hier beschriebenen Gerät schon eine Transformation der Windstandswerte in Spannungswerte durchgeführt wird, welche letztlich auch gemessen werden, ist es natürlich sinnvoller, Gleichung (1) in die Gleichung für den Spannungsteiler aus 1, Gleichung (2) einzusetzen.
    Figure 00060002
    mit UREF als der Speisespannung der Spannungsteilerschaltung.
  • Für allerhöchste Genauigkeit ist sollte die Steinhart-Hart Gleichung, in die allgemeiner Form (Gleichung (3)) erweitert werden..
  • Figure 00060003
  • Wird nun Gleichung (2) nach R aufgelöst und in Gleichung (3) eingesetzt und der Kehrbruch davon genommen, so wird eine Gleichung (4) erhalten, mit der es möglich ist die Temperatur aus der mit dem Analog/Digitalwandler bestimmten Spannung zu bestimmen.
  • Figure 00060004
  • Für allerhöchste Genauigkeitsansprüche ist es nötig die Parameter A, anhand einer Eichkurve zu bestimmen, anstatt die von Hersteller angegeben Werte zu verwenden. Hierfür bietet es sich an, die Messfühler in ein Ölbad mit genau bekannter Temperatur einzutauchen und die Ausgangspannungen der Potentiometerschaltungen zumessen. Durch Variation der Badtemperatur, ist es möglich Spannungswerte bei verschiedenen Temperaturen aufzuzeichnen. Mit einer nichtlinearen Fitmethode ist möglich Gleichung (4), die bei einem gewählten Wert von i, vorzugsweise i=3 bis 5, abgebrochen worden ist, auf die gefundenen Spannungstemperatur Wertepaare anzupassen, wodurch die Koeffizienten Ai, der Wert des Widerstandes der Potentiometerschaltung und die Referenzspannung erhalten werden. Für allerhöchste Genauigkeitsansprüche ist es natürlich sinnvoll immer den gleichen Thermistor mit dem selben Widerstand zu paaren. Mit dieser Aufwändigen Kalibriermethode ist es möglich eine Genauigkeit von 10mK über den gesamten Bereich von –80°C bis +40°C zu erreichen.
  • Zeitbasis:
  • Zur Aufnahme von Zeitabhängigen Temperaturverläufen ist eine Integration einer Zeitbasis in das Thermometer nötig. Hierzu bieten sich vorzugsweise Echtzeituhren vom Typ DS1305 von Dalles oder ähnliche Modelle, die von einer Vielzahl von Herstellern angeboten werden an. Die Auswertung der Zeitbasis erfolgt ebenso über eine Datenverarbeitungsanlage.
  • Aufnahme, Speicherung und Auswertung der Messwerte
  • Zur Aufnahme der Messdaten und zur Steuerung des Messgerätes, insbesondere der Analog/Digitalwandler und der Echtzeituhr wird eine Datenverarbeitungsanage, vorzugsweise ein IBM-Kompatibler PC mit 32-Bit Windows Betriebsystem eingesetzt. Damit ist es möglich die von Analog/Digitalwandlern gemessene Spannungen in Temperaturen umzurechnen und die Messwerte zu speichern. Ebenso ist es damit möglich während der Messung wie auch nach der Messung die erhaltenen Messwerte numerisch und graphisch Darzustellen.
  • Beispiel 2. 32-Kanal Tieftemperaturthermometer mit einem Messbereich von 0C bis 120°C
  • In 2 ist ein mögliches Blockschaltbild für ein 16-Kanal Thermometer dargestellt.
  • Messfühler:
  • Die Messfühler entsprechen denen, die im Beispiel 1 aufgeführt wurden.
  • Potentiometerschaltung:
  • Im Gegensatz zum Beispiel 1 wird hier die in 4 dargestellte Schaltung verwendet, wodurch sich eine für hohe Temperaturen besser geeignete Kennlinie ergibt.
  • Spannungsfolgerschaltung:
    • Die Spannungsfolgerschaltung entspricht Beispiel 1
  • Analog/Digitalwandler:
    • Die Analog/Digitalwandler entsprechen Beispiel 1
  • Spannungsreferenz:
    • Die Spannungsreferenz entspricht Beispiel 1
  • Rechnerinterface:
    • Das Rechnerinterface entspricht Beispiel 1
  • Berechnung der Temperaturinformation:
  • Im Gegensatz zum Beispiel 1 gilt hier für die Ausgangspannung folgender Zusammenhang,
    Figure 00080001
    Zur Berechnung der Temperatur dient folgende Formel:
    Figure 00080002
  • In Analogie zum Beispiel 1 werden auch die eine Kalibrierung die Parameter Ai, der Serienwiderstand R1 und die Referenzspannung bestimmt.
  • Mit dieser Kalibriermethode ist es auch hier möglich eine Genauigkeit von l0mK über den gesamten Bereich von 0°C bis +120°C zu erreichen.
  • Zeitbasis:
    • Die Zeitbasis entspricht Beispiel 1
  • Aufnahme, Speicherung und Auswertung der Messwerte
  • Analog zu Beispiel 1
  • Beispiel 3 Portables 4 Kanal Messgerät mit Messbereichen von –80°C bis 40°C und 0°C bis +120°C
  • In Abbildung 5ist ein mögliches Blockschaltbild für ein Portables 4-Kanal Thermometer dargestellt. Diese Gerät verfügt über zwei Kanäle für tiefe Temperaturen und über zwei Kanäle für hohe Temperaturen. Um das Gerät portabel zu gestalten verfügt es über eine eigenen Microkontoller und über eigne Anzeigevorrichtung so dass ein Betrieb ohne Steuerrechner möglich ist. Die gemessenen Daten können auch über eine geeignetes Interface an einen Rechner übertragen werden.
  • Messfühler:
  • Die Messfühler entsprechen denen, die im Beispiel 1 aufgeführt wurden.
  • Potentiometerschaltung:
  • Für die beiden Tieftemperaturkanäle wird die Potentiometerschaltung nach Beispiel 1 eingesetzt für die Hochtemperaturkanäle wird die Schaltung nach Beispiel 2 verwendet.
  • Spannungsfolgerschaltung:
  • Die Spannungsfolgerschaltung entspricht dem Beispiel 1.
  • Analog/Digitalwandler:
  • Die Analog/Digitalwandler entsprechen Beispiel 1
  • Spannungsreferenz:
  • Die Spannungsreferenz entspricht Beispiel 1. Wahlweise kann auch hier, soweit vorhanden eine in den Analog/Digitalwandler integrierte Spannungsreferenz verwendet werden.
  • Berechnung der Temperaturinformation:
  • Die Berechnung der Temperaturinformation erfolgt für die Tieftemperaturkanäle nach Beispiel 1 für die Hochtemperaturkanäle nach Beispiel 2.
  • Zeitbasis:
  • Als Zeitbasis kann die gleiche Zeitbasis wie in Beispiel 1 eingesetzt werde.
  • Aufnahme, Speicherung und Auswertung der Messwerte
  • Zur Aufnahme der Messdaten und zur Steuerung des Messgerätes, insbesondere der Analog/Digitalwandler und der Echtzeituhr wird ein Microkontoller eingesetzt. Damit ist es möglich die von Analog/Digitalwandlern gemessene Spannungen in Temperaturen umzurechnen und die Messwerte zu speichern. Die erfassten Temperaturmesswerte werden an einer geigenden Anzeigevorrichtung beispielsweise einem LCD oder LED Display angezeigt.
  • Rechnerinterface:
  • Über ein Interface können die erfassten Messwerte an einen Computer übertragen werden. Für diesen Zweck wird vorzugsweise in USB oder RS-232 oder ähnliches Interface eingesetzt.
  • Literatur:
    • [1] P. Caleb, F. Wolfendale, Impedance apparatus having lead wire resistancecompensation means, US3,584,296, (1971).
    • [2] National Physical Laboratory, The International Temperature Scale of 1990, London (1991
    • [3] A. H. G.C.M Meijer, Thermal Sensors, Delft (1994).
    • [4] H. Tadashi, Thermistor Thermometer, GB2118307, (1983)
    • [5]] H. Tadashi, Thermistor Thermometer, GB2118307, (1986)
    • [6] I. JUNICHI, Electronic thermometer with multi range measurement capability, DE3601675, (1986)
    • [7] C. MIN-YUNG; H. CHIH-WIE, Integrierte Schaltung für elektronische Thermometer, DE10114831 (2002)
    • [8] W.YOSHIHIRO, THERMOMETER, JP60029624, (1985)
    • [9] M. TERUYOSHI; C. TOSHIICHIROU, RESISTANCE THERMOMETER, JP61013115, (1986)
    • [10] S. TSUTOMU; H. AKIHIKO, RESISTANCE/TEMPERATURE SIGNAL CONVERTER CIRCUIT OF THERMOMETER USING THERMISTOR, JP61118631, (1986)
    • [11] A.W. Sloman, P. Buggs, J. Molloy und D. Stewart, Meas. Sci. Technol, 7, (1996)
    • [12] P.H. Sydenham und G.C. Collins, Journal of Physics E: Scientific Instruments, 8, (1975)
    • [13] G.V. Zheleznyak, A.I. Lomeyko und A. A. Lyubitskiy, Oceanology, 29, (1989)
    • [14] S. R. Hart, J. S. Steinhart, Deep Sea Research,15, 497 (1968)

Claims (1)

  1. Beansprucht wird ein elektronisches Gerät zur Messung von Temperaturen, ein Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen und einer Genauigkeit von l0mK für eine Temperaturspanne von 120 K, das über eine Messgeschwindigkeit von mehr als acht Messung pro Sekunde verfügt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 1. Einsatz von Thermistoren in einer geeignet dimensionierten Potentiometerschaltung, zur Umformung der Temperaturinformation in eine Spannungsinformation mit gegebenenfalls nachfolgender Pufferstufe. 2. Speisung der Thermistoren wie auch der Analog/Digitalwandlern aus der gleichen Spannungsreferenz. 3. Einsatz von einem oder mehren, ausreichend präzisen, Analog/Digitalwandlern mit jeweils mehreren Kanälen, wobei die Wandler über eine geeignete Vorrichtung synchron betrieben werden, wodurch die Messgeschwindigkeit von der Anzahl der Kanäle unabhängig wird. 4. Anschluss der Temperaturmessvorrichtung über ein geeignetes Interface an eine Datenverarbeitungsanage, Microkontrollers oder ähnlich Vorrichtung über die das Messgerät gesteuert wird. 5. Auswertung der Information der Analog/Digitalwandler, mit einer Datenverarbeitungsanlage, eines Microkontrollers oder einer ähnlicher Vorrichtung, wobei die Temperaturen mittels vorgegebener Kalibrierfunktionen mit individuellen Parametern für jeden Messkanal und Thermistor ermittelt werden. 6. Erweiterung der Kalibrierfunktionen durch Verallgemeinerung der Steinhart Hart Gleichung 7. Integration einer Zeitbasis in das Gerät zur Aufnahme von Temperatur/Zeit Kurven 8. Aufnahme und Darstellung der zeitabhängigen Temperaturinformation durch die Anzeigeeinrichtung der Datenverarbeitungsanlage, des Microkontrollers oder einer ähnlichen Vorrichtung, die auch zur Speicherung der gemessenen Temperaturen dient. 9. Graphische Auswertung der erhaltenen Temperaturinformationen mittels einer Datenverarbeitungsanlage oder Anzeige der Messwerte an einer Anzeigeeinrichtung.
DE2003159463 2003-12-17 2003-12-17 Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen Ceased DE10359463A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003159463 DE10359463A1 (de) 2003-12-17 2003-12-17 Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen
DE20320906U DE20320906U1 (de) 2003-12-17 2003-12-17 Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003159463 DE10359463A1 (de) 2003-12-17 2003-12-17 Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10359463A1 true DE10359463A1 (de) 2005-07-28

Family

ID=34706335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003159463 Ceased DE10359463A1 (de) 2003-12-17 2003-12-17 Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10359463A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105738702A (zh) * 2016-02-24 2016-07-06 延锋伟世通电子科技(南京)有限公司 一种用于汽车空调的ntc热敏电阻测试方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58118929A (ja) * 1982-01-08 1983-07-15 Yokogawa Hokushin Electric Corp 温度差記録計
JPS5967432A (ja) * 1982-10-09 1984-04-17 Mitsuwa Seiki Co Ltd 温度検出器の断線検出方法
EP0622767A1 (de) * 1993-03-31 1994-11-02 Nohmi Bosai Ltd. Wärmefühler
JP2000193532A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Hitachi Hometec Ltd A/d変換回路
DE10021976A1 (de) * 1999-05-06 2000-11-16 Ranco Inc Of Delaware Wilmingt Wärmedetektor mit einer Alarmtemperaturschwelle mit verbesserter Genauigkeit und verbesserten Prüffähigkeiten bei niedrigen Temperaturen
WO2001067055A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Microtune Gmbh & Co. Kg Temperaturerfassungseinrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58118929A (ja) * 1982-01-08 1983-07-15 Yokogawa Hokushin Electric Corp 温度差記録計
JPS5967432A (ja) * 1982-10-09 1984-04-17 Mitsuwa Seiki Co Ltd 温度検出器の断線検出方法
EP0622767A1 (de) * 1993-03-31 1994-11-02 Nohmi Bosai Ltd. Wärmefühler
JP2000193532A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Hitachi Hometec Ltd A/d変換回路
DE10021976A1 (de) * 1999-05-06 2000-11-16 Ranco Inc Of Delaware Wilmingt Wärmedetektor mit einer Alarmtemperaturschwelle mit verbesserter Genauigkeit und verbesserten Prüffähigkeiten bei niedrigen Temperaturen
WO2001067055A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Microtune Gmbh & Co. Kg Temperaturerfassungseinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105738702A (zh) * 2016-02-24 2016-07-06 延锋伟世通电子科技(南京)有限公司 一种用于汽车空调的ntc热敏电阻测试方法
CN105738702B (zh) * 2016-02-24 2019-05-14 延锋伟世通电子科技(南京)有限公司 一种用于汽车空调的ntc热敏电阻测试方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004008330T2 (de) Sensordriftkompensation nach charge
DE19613229C2 (de) Verfahren zur Kalibrierung eines Strahlungsthermometers
DE3218327A1 (de) Mehrfachsonden-temperaturmesssystem, sowie sonden hierfuer
EP3237862B1 (de) Temperaturfühler
DE102009047664B4 (de) Messeinrichtung zur Bestimmung einer Wärmemenge
EP1203961A1 (de) Verfahren zum Messen des Widerstands und der Induktivität einer Leitung
EP0775897A1 (de) Temperaturfühleranordnung
EP3818348B1 (de) Thermometer mit diagnosefunktion
DE2307296C3 (de) Anordnung zur Messung von Temperaturen
DE102017120684A1 (de) Zustandsüberwachung eines Temperatursensors
DE10359463A1 (de) Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen
EP0120102A1 (de) Temperaturmesseinrichtung
DE20320906U1 (de) Schnelles Präzisionsthermometer mit einem oder mehreren Kanälen
EP0016409B1 (de) Messgerät für die praktisch simultane Temperatur- und Temperaturdifferenzmessung
Sharma et al. embedded design of temperature controller using PIC 16F876A for industries and laboratories
DE102016122868B4 (de) Temperaturfernerfassung
DE102013110046B4 (de) Verfahren und elektrische Schaltung zum Bestimmen einer physikalischen und/oder chemischen temperaturabhängigen Prozessgröße
DE4335332A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur insbesondere nicht invasiven Ermittlung mindestens eines interessierenden Parameters eines Fluid-Rohr-Systems
DE102020133847A1 (de) Thermometer mit Diagnosefunktion
DE10332540B3 (de) Verfahren zur Temperaturmessung sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE4030926C1 (de)
DE3313559A1 (de) Anordnung zum messen und/oder ueberwachen der temperaturen in maschinen oder geraeten
DE2320187C3 (de) Verfahren und Einrichtung zur laufenden Bestimmung des Verschmutzungsgrades der Oberfläche einer Sonde
DE19749524C2 (de) Einrichtung zum Messen des Volumenstromes eines strömenden Mediums
DE2801938A1 (de) Temperaturmesschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection