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Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung?

Started byGerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de>
First post2017-03-26 15:36 +0200
Last post2017-03-27 10:18 +0000
Articles 11 — 6 participants

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Contents

  Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de> - 2017-03-26 15:36 +0200
    Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2017-03-26 17:58 +0200
      Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2017-03-26 18:28 +0200
      Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de> - 2017-03-26 21:05 +0200
    Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2017-03-26 19:44 +0200
      Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch  Eigenerwärmung? Axel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De> - 2017-03-26 20:13 +0200
      Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de> - 2017-03-26 20:55 +0200
    Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? "MaWin" <me@private.net> - 2017-03-26 20:32 +0200
      Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de> - 2017-03-26 20:47 +0200
        Re: Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Matthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de> - 2017-03-27 08:15 +0000
          Re: Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung? Matthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de> - 2017-03-27 10:18 +0000

#225071 — Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung?

FromGerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de>
Date2017-03-26 15:36 +0200
SubjectTemperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung?
Message-ID<ejpufrFnh6sU1@mid.individual.net>
Bei einem Versuchsaufbau mit einem LM76 CHM-5 erhalte ich einen 
Messwert, der mehrere Grad (3-4) über der erwarteten Temperatur liegt.
Ich betreibe insgesamt 4 Sensoren (mit den 4 möglichen I2C-Adressen  die 
zum Vergleich mit Tesafilm auf eine wassergefüllte Kunstoffflasche 
geheftete sind und von außen mit Schaumstoff gegen die Umgebungsluft 
thermisch isoliert. Der Aufbau ist sicher nicht ideal, dennoch würde ich 
hier erwarten, dass der Ausgabewert zumindest auf +/-1°C genau 
ausgegeben wird. Untereinander liegen die 4 Sensoren in diesem Bereich, 
aber der Offset von mehreren Grad (bei einer Wassertemperatur von 14 
Grad, 1h Wartezeit zum stabilisieren der Temperaturverhältnisse) kann 
ich mit nicht so recht erklären. Erzeugt der Chip so viel Eigenwärme?
Kann ich aber auch nicht so recht glauben da die ersten Werte nach dem 
Einschalten dann genauer sein müßten...

Gerald

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#225082

FromRafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de>
Date2017-03-26 17:58 +0200
Message-ID<ob8o9n$kl2$1@dont-email.me>
In reply to#225071
 > Erzeugt der Chip so viel Eigenwärme?

Test ist ja trivial: kalten Chip einschalten und mit der
in Anwendung vorgesehenen samplerate loggen.
Vgl. aber den Plot rechts, Umgebungstemperatur ist selten
konstant genug:
http://www.embeddedFORTH.de/temp/Dallas2.pdf
Der Chip hat durch seine Drähte unangenehme Kopplung zur Umwelt,
selbst mit dünnem Kupferlackdraht. Dallas ist zwar nicht das 
nonplusultra ( ich bin kein Maxim-Fan ) aber hat halt weniger Verdrahtung.
> über der erwarteten Temperatur liegt.  Kunstoffflasche

Das ist das Problem der Ankopplung an das Meßobjekt. Ich vermute
die Wassertemperatur sollte bestimmt werden. Aluflasche
z.B. ( Zigarrenrohr von ebay.de ) koppelt themisch besser
als Plastik.
Manche Kalibriervorrichtngen haben intern Umwälzpumpen für
die Flüssigkeit, wenns grössere Menge ist.

MfG  JRD

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#225083

FromRafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de>
Date2017-03-26 18:28 +0200
Message-ID<ob8q2e$qk1$1@dont-email.me>
In reply to#225082
> z.B. ( Zigarrenrohr von ebay.de )

http://www.embeddedFORTH.de/temp/zigarrenrohr.pdf
Gibts in Glas, Plastik, Alu.
Für Versuchsaufbauten manchmal nützlich.

> Manche Kalibriervorrichtngen haben intern Umwälzpumpen für
> die Flüssigkeit, wenns grössere Menge ist.

Das Minigerät ist ohne:
http://www.embeddedFORTH.de/temp/gallium.pdf
http://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R40&_trksid=p2050601.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.Xgallium.TRS0&_nkw=gallium&_sacat=0

MfG JRD

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#225093

FromGerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de>
Date2017-03-26 21:05 +0200
Message-ID<ejqhniFrdj9U1@mid.individual.net>
In reply to#225082
Am 26.03.2017 um 17:58 schrieb Rafael Deliano:
>> Erzeugt der Chip so viel Eigenwärme?
>
> Test ist ja trivial: kalten Chip einschalten und mit der
> in Anwendung vorgesehenen samplerate loggen.
> Vgl. aber den Plot rechts, Umgebungstemperatur ist selten
> konstant genug:
> http://www.embeddedFORTH.de/temp/Dallas2.pdf
> Der Chip hat durch seine Drähte unangenehme Kopplung zur Umwelt,
> selbst mit dünnem Kupferlackdraht. Dallas ist zwar nicht das
> nonplusultra ( ich bin kein Maxim-Fan ) aber hat halt weniger Verdrahtung.
>> über der erwarteten Temperatur liegt.  Kunstoffflasche
>
> Das ist das Problem der Ankopplung an das Meßobjekt. Ich vermute
> die Wassertemperatur sollte bestimmt werden. Aluflasche
> z.B. ( Zigarrenrohr von ebay.de ) koppelt themisch besser
> als Plastik.
> Manche Kalibriervorrichtngen haben intern Umwälzpumpen für
> die Flüssigkeit, wenns grössere Menge ist.

Ein halbes oder ganzes Grad wäre ja OK, aber 3-4Grad?
Da muß ich noch mal Vergleichsmessungen entsprechend Deinen Hinweisen 
machen..

Gruß
Gerald

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#225084

FromMarcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org>
Date2017-03-26 19:44 +0200
Message-ID<ob8ule$f0l$1@gwaiyur.mb-net.net>
In reply to#225071
On 26.03.17 15.36, Gerald Oppen wrote:
> Der Aufbau ist sicher nicht ideal, dennoch würde ich
> hier erwarten, dass der Ausgabewert zumindest auf +/-1°C genau
> ausgegeben wird. Untereinander liegen die 4 Sensoren in diesem Bereich,
> aber der Offset von mehreren Grad (bei einer Wassertemperatur von 14
> Grad, 1h Wartezeit zum stabilisieren der Temperaturverhältnisse) kann
> ich mit nicht so recht erklären.

Das Delay ist ein recht eindeutiges Kennzeichen dafür, dass die 
thermische Ankopplung an das zu messende Objekt unbrauchbar ist.

Dein Problem ist vermutlich der hochwertige Wärmeisolator Kunststoff in 
Kombination mit dem kleinen Luftpolster zum Sensor - ich nehme mal an, 
dass die Wärmeleitpaste auch noch fehlt.

Falls der Kunststoff dicker ist, hast Du folgende Möglichkeiten:
1. Anderes Wandmaterial für die Messung nehmen (Metall).
2. Kunststoff anbohren und Sensor mit besserem Wärmekontakt an die 
Flüssigkeit montieren. Z.B. an einem dickeren Metallstift, der in die 
Flüssigkeit ragt.
3. Die Fläche massiv vergrößern. Also eine größere Metallfläche flächig 
mit wenig Wärmeleitpaste dicht an den Kunststoff drücken und darauf 
ebenfalls mit Paste den Sensor befestigen. Dann alles zusammen 
Wärmeisolieren. Das ist die schlechteste Lösung, da es immer noch 
langsam reagiert.


Marcel

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#225086 — Re: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung?

FromAxel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De>
Date2017-03-26 20:13 +0200
SubjectRe: Temperaturmessung mit LM76 - Abweichung durch Eigenerwärmung?
Message-ID<58D804BA.C698577C@Berger-Odenthal.De>
In reply to#225084
Marcel Mueller wrote:
> hast Du folgende Möglichkeiten:

Für mich sah die Beschreibung nach einen groben Vortest der Hard- und
Software aus, ob es überhaupt funktioniert - mit einem unerwarteten
Ergebnis das Fragen aufwarf.

-- 
/¯\   No  |    Dipl.-Ing. F. Axel Berger    Tel: +49/ 221/ 7771 8067
\ /  HTML |    Roald-Amundsen-Straße 2a     Fax: +49/ 221/ 7771 8069
 X    in  |    D-50829 Köln-Ossendorf      http://berger-odenthal.de
/ \  Mail | -- No unannounced, large, binary attachments, please! --

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#225091

FromGerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de>
Date2017-03-26 20:55 +0200
Message-ID<ejqh45Fr9o2U1@mid.individual.net>
In reply to#225084
Am 26.03.2017 um 19:44 schrieb Marcel Mueller:
> On 26.03.17 15.36, Gerald Oppen wrote:
>> Der Aufbau ist sicher nicht ideal, dennoch würde ich
>> hier erwarten, dass der Ausgabewert zumindest auf +/-1°C genau
>> ausgegeben wird. Untereinander liegen die 4 Sensoren in diesem Bereich,
>> aber der Offset von mehreren Grad (bei einer Wassertemperatur von 14
>> Grad, 1h Wartezeit zum stabilisieren der Temperaturverhältnisse) kann
>> ich mit nicht so recht erklären.
>
> Das Delay ist ein recht eindeutiges Kennzeichen dafür, dass die
> thermische Ankopplung an das zu messende Objekt unbrauchbar ist.

Das es ein Delay gibt ist mir bewußt - darum habe ich auch eine Stunde 
gewartet um diesen Einfluß auszuschließen.



> Dein Problem ist vermutlich der hochwertige Wärmeisolator Kunststoff in
> Kombination mit dem kleinen Luftpolster zum Sensor - ich nehme mal an,
> dass die Wärmeleitpaste auch noch fehlt.

das schließe ich als Erklärung fasst aus.
Ein anderer Test war die Sensoren in der Hand zu halten, das führte 
schon nach wenigen Minuten zu einem Meßwert um die 38°C während andere 
Messungen (Thermoelement, Wärmebildkamera, Fieberthermometer) hier nur 
zwischen 34°C und 35°C ergaben. Umrechungsfehler kann ich auch 
ausschließen da meine Messwerte mit den Beispielen im Datenblatt 
übereinstimmen.

Gerald

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#225088

From"MaWin" <me@private.net>
Date2017-03-26 20:32 +0200
Message-ID<ob91gj$ceb$1@news.albasani.net>
In reply to#225071
"Gerald Oppen" <Gerald.Oppen@web.de> schrieb im Newsbeitrag 
news:ejpufrFnh6sU1@mid.individual.net...

> Bei einem Versuchsaufbau mit einem LM76 CHM-5 erhalte ich einen Messwert, 
> der mehrere Grad (3-4) über der erwarteten Temperatur liegt.

Abblockkondensator direkt am IC ?
-- 
MaWin, Manfred Winterhoff, mawin at gmx dot net
Homepage http://www.oocities.org/mwinterhoff/
dse-FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/

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#225089

FromGerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de>
Date2017-03-26 20:47 +0200
Message-ID<ejqglgFr6g1U1@mid.individual.net>
In reply to#225088
Am 26.03.2017 um 20:32 schrieb MaWin:
> "Gerald Oppen" <Gerald.Oppen@web.de> schrieb im Newsbeitrag
> news:ejpufrFnh6sU1@mid.individual.net...
>
>> Bei einem Versuchsaufbau mit einem LM76 CHM-5 erhalte ich einen
>> Messwert, der mehrere Grad (3-4) über der erwarteten Temperatur liegt.
>
> Abblockkondensator direkt am IC ?
Ja. Fehlt der, geht der Temperaturmeßwert nochmal 2-3Grad nach oben.

Gerald

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#225115

FromMatthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de>
Date2017-03-27 08:15 +0000
Message-ID<XnsA745684A861CEAlwLookOnTBrightSide@penthouse.boerde.de>
In reply to#225089
Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de>:

> Am 26.03.2017 um 20:32 schrieb MaWin:
>> "Gerald Oppen" <Gerald.Oppen@web.de> schrieb im Newsbeitrag
>> news:ejpufrFnh6sU1@mid.individual.net...
>>
>>> Bei einem Versuchsaufbau mit einem LM76 CHM-5 erhalte ich einen
>>> Messwert, der mehrere Grad (3-4) über der erwarteten Temperatur liegt.
>>
>> Abblockkondensator direkt am IC ?
> Ja. Fehlt der, geht der Temperaturmeßwert nochmal 2-3Grad nach oben.

Pack doch mal die Sensoren mehr _in_ die Flüssigkeit, nicht irgendwie aussen 
dran. D.h. am besten in ein kleines Gefäss. 
Der verbleibende Raum wird bei Tmeperatursensoren in Hülse übrigens gern mit 
Al2O3 gefüllt, das ist elektrisch isolierend, aber thermisch noch gut 
leitfähig, allerdings auch hygroskopisch, das spielt aber für einen kurzen 
Test nur eine geringe Rolle.
http://www.mineraliengrosshandel.com/Siliciumcarbid-
Schleifpulver/Polierpulver-Aluminiumoxid-01112-0-25-kg::803.html

Oder die Sensoren gut einschrumpfen (Schrumpfschlauch mit Heisskleber) und 
direkt ins Wasserbad - so kommst du auf 0,1° Genauigkeit oder besser.

Versuche mal, testweise die Versorgungsspannung noch besser zu filtern (RC-
Glied mit grossem guten Elko, der geringen ESR hat), so dass sie keinerlei 
Rippel mehr hat. Das Ding hat letztlich auch nur einen normalen ADC on Chip, 
der auf Ripple empfindlich reagiert.

M.
--

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#225118

FromMatthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de>
Date2017-03-27 10:18 +0000
Message-ID<XnsA7457D46BB4DBAlwLookOnTBrightSide@penthouse.boerde.de>
In reply to#225115
Matthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de>:

> Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de>:
> 
>> Am 26.03.2017 um 20:32 schrieb MaWin:
>>> "Gerald Oppen" <Gerald.Oppen@web.de> schrieb im Newsbeitrag
>>> news:ejpufrFnh6sU1@mid.individual.net...
>>>
>>>> Bei einem Versuchsaufbau mit einem LM76 CHM-5 erhalte ich einen
>>>> Messwert, der mehrere Grad (3-4) über der erwarteten Temperatur
>>>> liegt. 

Guck Dir mal das Datenblatt zum LM76 von TI an:
Seite 3, erste Fussnote: 0.08°C Abweichung bei 1% Abweichung von Vs für den 
5V Typ. 

Hat der LM76-5 wirklich Vs=5.000V, oder doch nur Vs=3V? Anscheinend haben die 
dem LM76 keine besonders gute Referenz gegönnt.

M.
--

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