Messung von Temperaturgradienten

02/12/2007 - 11:14 von Michael Koch | Report spam
Hallo,

ich habe da ein interessantes messtechnisches Problem. Es soll die vertikale
Temperaturverteilung in stehender Luft gemessen werden. Der
Temperatur-Gradient ist etwa 0.4 K/m. Was mich aber eigentlich interessiert
ist nicht der Gradient selber, sondern die Nichtlinearitàt in der
Temperaturverteilung.
In mathematischer Form: T = T0 + a * x + b * x^2
T ist die Temperatur, x ist die Höhe, a ist der lineare Gradient, und b
möchte ich messen.

Erste Versuche habe ich bereits gemacht, mit drei Thermometern GHM3710
(0.01K Auflösung) mit PT100 Sensoren, die in unterschiedlicher Höhe
angebracht sind (2cm, 30cm, 58cm). Die Thermometer werden vorher kalibriert,
indem die Sensoren in Bohrungen in einem gemeinsamen Kupferblock
reingesteckt werden, und dann wird auf gleiche Temperatur abgeglichen.
Damit ist es problemlos möglich den Gradienten zu bestimmen, aber zur
Bestimmung der Nichtlinearitàt reicht die Anzahl der Sensoren bzw. die
Genauigkeit noch nicht aus.

Ich könnte noch ein paar mehr Thermometer nehmen, um z.B. gleichzeitig in 5
oder 8 verschiedenen Höhen messen zu können. Aber die Dinger sind nicht ganz
billig.

Ein anderer Weg wàre, nur einen einzigen Sensor zu verwenden und damit den
50cm Höhenbereich abzuscannen. Das darf aber nicht zu lange dauern, weil
sich die absolute Temperatur ebenfalls langsam àndern könnte. Als grober
Richtwert: nicht lànger als 10 bis 20 Sekunden für die gesamte Messung. Das
erfordert also einen Sensor mit hinreichend kleiner Zeitkonstante ( <1 sec),
und ein Messgeràt dass schnell genug mit der nötigen Auflösung messen kann.
Ich sehe da ein gewisses Problem, weil sich Schnelligkeit und Genauigkeit
gegenseitig ausschliessen.

Meine Fragen:

zwischen mehreren (mindestens 5) Eingàngen umschalten kann?



Gruss
Michael
 

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#1 Harald Wilhelms
02/12/2007 - 11:24 | Warnen spam
On 2 Dez., 11:14, "Michael Koch" wrote:
Hallo,

ich habe da ein interessantes messtechnisches Problem. Es soll die vertikale
Temperaturverteilung in stehender Luft gemessen werden. Der
Temperatur-Gradient ist etwa 0.4 K/m. Was mich aber eigentlich interessiert
ist nicht der Gradient selber, sondern die Nichtlinearitàt in der
Temperaturverteilung.
In mathematischer Form: T = T0 + a * x + b * x^2
T ist die Temperatur, x ist die Höhe, a ist der lineare Gradient, und b
möchte ich messen.

Erste Versuche habe ich bereits gemacht, mit drei Thermometern GHM3710
(0.01K Auflösung) mit PT100 Sensoren, die in unterschiedlicher Höhe
angebracht sind (2cm, 30cm, 58cm). Die Thermometer werden vorher kalibriert,
indem die Sensoren in Bohrungen in einem gemeinsamen Kupferblock
reingesteckt werden, und dann wird auf gleiche Temperatur abgeglichen.
Damit ist es problemlos möglich den Gradienten zu bestimmen, aber zur
Bestimmung der Nichtlinearitàt reicht die Anzahl der Sensoren bzw. die
Genauigkeit noch nicht aus.

Ich könnte noch ein paar mehr Thermometer nehmen, um z.B. gleichzeitig in 5
oder 8 verschiedenen Höhen messen zu können. Aber die Dinger sind nicht ganz
billig.

Ein anderer Weg wàre, nur einen einzigen Sensor zu verwenden und damit den
50cm Höhenbereich abzuscannen. Das darf aber nicht zu lange dauern, weil
sich die absolute Temperatur ebenfalls langsam àndern könnte. Als grober
Richtwert: nicht lànger als 10 bis 20 Sekunden für die gesamte Messung. Das
erfordert also einen Sensor mit hinreichend kleiner Zeitkonstante ( <1 sec),
und ein Messgeràt dass schnell genug mit der nötigen Auflösung messen kann.
Ich sehe da ein gewisses Problem, weil sich Schnelligkeit und Genauigkeit
gegenseitig ausschliessen.

Meine Fragen:

zwischen mehreren (mindestens 5) Eingàngen umschalten kann?



Gruss
Michael



Ich halte eine solche Messung für fast unmöglich,
da es innerhalb eines Raumes immer zu Luftströmungen
kommt, die das Ergebnis verfàlschen; insbesondere,
wenn Du noch etwas bewegst (nàmlich Deinen Sensor)
Ein Mensch darf sich wàhrend solcher Messungen
sowieso nicht im Raum aufhalten. Thermometer mit
einer Auflösung ( und einer Genauigkeit) von 10mK
haben früher mindestens 1000 EUR gekostet. Ich weiss
ja nicht, was Du für Deins bezahlt hast. Viele
Messstellen (einige 10) sind dabei aber kein Problem.
Gruss
Harald

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