Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Thermopile - Kompensation der Gehäusetemperatur


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von Schrauber 47 (Gast)


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Die vom Thermopile abgegebene Spannung hängt von dem empfangenen IR 
Signal, aber auch von seiner eigenen Temperatur ab. Thermopiles besitzen 
zur Messung der Gehäusetemperatur einen Thermistor. In meinem Aufbau 
messe ich die vom Sensor abgegebene Spannung und aus dem Widerstand des 
Thermistors die Gehäusetemperatur. Ich versuche nun aus beiden Werten 
ein Signal zu erhalten daß bei konstanter IR Strahlung unabhängig von 
der Gehäusetemperatur ist. Das gelingt mir zwar einigermaßen ( Fehler 
bisher im einstelligen Prozentbereich ), solle aber noch besser werden. 
Wer hat Erfahrung mit dieser Problematik?  Gruß an Alle .

: Verschoben durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Schrauber 47 schrieb:
> Wer hat Erfahrung mit dieser Problematik?

Da die einstrahlende Wärmestrahlung stets auch das Gehäuse aufheizt, 
hast du die meiste Zeit kein Temperaturequilibrium zwischen Thermopile 
und NTC, also immer einen kleinen Fehler. Eventuell kann man aus der 
aktuellen zeitlichen Änderung der NTC Temperatur vorausberechnen, welche 
Temperatur die Thermopile backplate wirklich hat, um bessere Korrekturen 
vornehmen zu können.

Schrauber 47 schrieb:
> Fehler bisher im einstelligen Prozentbereich

Merkwürdige Definition bei Temperaturen. Auf Kelvin bezogen ?

von Schrauber 47 (Gast)


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Genauer: Angenommen die Strahertemperatur bleibt konstant, die 
Gehäusetemperatur erhöht sich von 293K auf 298K so ändert sich das 
kompensierte Signal um wenige Prozent .

von Schrauber 47 (Gast)


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Den Versuch mit der Ableitung der Gehäusetemperatur hab ich bereits 
unternommen. Hat bisher noch nicht viel gebracht. Aber danke für den 
Vorschlag. Vielleicht klemm ich mich da nochmal dahinter.

von Schrauber 47 (Gast)


Angehängte Dateien:

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Aufgenommenes Signal. Einstrahlung konstant. Veränderung der 
Gehäusetemperatur um ca 5K. Oberste Kurve Versuch zur Kompensierung. 
Steigung der Gehäusetemperatur ca 1K/min.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Ich wuerde erst Mal das Verhalten charakterisieren. Also die 
Gehaeusetemperatur messen. Wobei.. wie messen, wo messen. und dann 
aufzeichnen und einen zusammenhang finden. Im einfachsten Fall mit einer 
Funktion, einem Polynom.

von Schrauber 47 (Gast)


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@Pandur S .  Genau das hab ich gemacht . Was im Schaubild dargestellt 
wird sind die aufgetragenen Rohdaten die vom NTC geliefert werden . Der 
Zusammenhang zur Temperatur wurde ermittelt und passt stimmt recht gut . 
Meine Überlegung zur Kompensation sieht so aus daß ich zum Vom 
Thermopile gelieferten Messwert ein f ( rohdaten vom Thermistor  ) 
addiere . f als Polynom . Habe auch als weiteren summand f' ×c versucht 
. Wird besser ist aber noch nicht optimal .

von Pandur S. (jetztnicht)


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Wie ich sehe ist der Fehler bei steigender Temperatur Negativ, bei 
fallender Temperatur positiv. Da wuerde sich eine Korrektur mit der 
Temperaturaenderung anbieten.

Korrekturwert = Konstante * Temperaturaenderung pro Zeit

Die Ableitung : das Konzept ist bekannt ?

: Bearbeitet durch User
von Schrauber 47 (Gast)


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Pandur S. schrieb:
> Die Ableitung : das Konzept ist bekannt ?
Ja danke . Hab das auch schon probiert . Messdaten in Tabelle 
registriert. Dann rüber nach Exel.  Dort das c mit Schieberegler 
einstellbar gemacht und dann die kompensierte Kurve angeschaut . Wird 
besser aber bei anderen  Versuchen mit etwas anderer Steilheit des 
Temperaturanstiegs passt dann das zuvor bestimmte c nichtmehr . Aber 
danke für die Idee .

von Hp M. (nachtmix)


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MaWin schrieb:
> Eventuell kann man aus der
> aktuellen zeitlichen Änderung der NTC Temperatur vorausberechnen, welche
> Temperatur die Thermopile backplate wirklich hat, um bessere Korrekturen
> vornehmen zu können.

Evtl. kannst du mit dem NTC und einem Heizer oder Peltierelement auch 
einfach die Gehäusetemperatur stabilisieren.
Kühlen ist i.d.R. besser als Heizen, braucht aber mehr Strom und wegen 
des erforderlichen Kühlkörpers mehr Platz. Vorsicht auch wegen evtl 
Kondenswasserbildung.

von Schrauber 47 (Gast)


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Danke . Guter Vorschlag . Vielleicht probier ich das? Das ganze läuft 
darauf hinaus sehr geringe Änderungen des IR Signals zu detektieren . 
Dabei spielt auch eine Rolle , daß die dem, Emittenten zusgewandte 
Obefläche des Thermopiles selbst auch IR abstrahlt was eine Rolle 
spielen könnte? Interessant übrigens auch ein Effekt der mir zuvor nicht 
bewußt war: auch der winzige Strom der beim Meßvorgang fließt erwärmt 
den Sensor. Das läßt sich direkt nach dem Einschaltvorgang beobachten. 
M.f.G

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