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Raumtemperaturregler für die Installationstechnik mit Thermoelementsensor

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018185D
Original Publication Date: 2002-Feb-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 178K

Publishing Venue

Siemens

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Siegmar Zirkl: AUTHOR

Abstract

Raumtemperaturregler für die Installationstechnik in der Bauweise Unterputz oder Aufputz haben einen Temperatursensor integriert, der die Temperatur vor Ort mißt. Dieser Sensor mißt idealerweise die Luft- temperatur im Raum. Dabei kommt es zwangsläufig durch variable Faktoren zu Fehlmessungen, die nicht durch einen Abgleich erfaßt werden. Zu derartigen Faktoren zählt, daß es zu einer Eigenerwärmung der elektronischen Schaltung und damit des Sensors kommt. Zudem beeinflussen u.a. Wärmeabstrahlung des Schaltungsteils aus der Unterputzdose, Sonnen- einstrahlung und Zugluft die Messung. Abhilfe schafft die Nutzung eines Thermoelement- sensors (Thermopile-Sensor) für den Raumtempera- turregler. Thermopile-Sensoren erfassen berüh- rungslos die thermische Strahlung nach dem See- beck-Effekt. Dabei entsteht die Ausgangsspannung durch die Temperaturdifferenz zwischen dem durch die Strahlung aufgeheizten Bereich und dem ther- misch mit dem Gehäuse verbundenen Bereich. Somit ist die Ausgangsspannung erheblich von der Gehäu- setemperatur abhängig.

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Raumtemperaturregler für die In-stallationstechnik mit Thermoele-mentsensor

Information / Kommunikation

Idee: Siegmar Zirkl, Regensburg

Raumtemperaturregler für die Installationstechnik inder Bauweise Unterputz oder Aufputz haben einenTemperatursensor integriert, der die Temperatur vorOrt mißt. Dieser Sensor mißt idealerweise die Luft-temperatur im Raum. Dabei kommt es zwangsläufigdurch variable Faktoren zu Fehlmessungen, die nichtdurch einen Abgleich erfaßt werden. Zu derartigenFaktoren zählt, daß es zu einer Eigenerwärmung derelektronischen Schaltung und� damit� des� Sensorskommt. Zudem beeinflussen u.a. Wärmeabstrahlungdes Schaltungsteils aus der Unterputzdose, Sonnen-einstrahlung und Zugluft die Messung.

Abhilfe schafft die Nutzung eines Thermoelement-sensors (Thermopile-Sensor) für den Raumtempera-turregler. Thermopile-Sensoren erfassen berüh-rungslos die thermische� Strahlung� nach� dem� See-beck-Effekt.� Dabei� entsteht� die Ausgangsspannungdurch die Temperaturdifferenz zwischen dem durchdie Strahlung� aufgeheizten� Bereich� und� dem� ther-misch mit dem Gehäuse verbundenen Bereich. Somitist die Ausgangsspannung erheblich von der Gehäu-setemperatur abhängig.

Der Thermopile-Sensor erfaßt thermische Strahlungin einem� gewissen,� relativ� eng� begrenzten� Raum-Sichtwinkel. Vorzugsweise sollte dieser Winkeleinen kleinen Flächenausschnitt der Raumdecke, desRaumbodens oder einfach waagrecht in den Raumerfassen. Dabei kann auch eine entsprechende Spie-geloptik� oder� Fokussierung� zum� Einsatz kommen.Dabei ist eine Optik zur Einstellung der Ausrichtungder optischen Achse vor Ort denkbar.

Da verschiedene Materialien� auch� verschiedene� E-missionsfaktoren� besitzen,� können� Fehler� in derMessung entstehen. Die Materialien können jedochdurch� Parametrierung � während� der Inbetriebnahmegewählt werden, womit der Prozessor eine entspre-chende Korrektur der Temperaturskala vornimmt.

Da� die� derzeit� angebotenen� Thermoelemente einerelativ geringe Thermospannung abgeben, werden ineinem� Bauteil� mehrere� Thermoelemente in Seriegesetzt und auf einem Chip integriert.

Da die Ausgangsspannung in Funktion der Objekt-temperatur nicht linear und sehr stark von der Umge-bungstemperatur ist, muß eine entsprechende Kom-pensation� erfolgen,� denn� je nach Temperaturdiffe-renz kann die Ausgangsspannung positiv oder nega-tiv sein.

Die Verwendung von Thermopile-Sensoren miteingebauten Thermistoren wie beispielsweise Heiß-

leitern ermöglichen eine nahezu fehlerfreie Kompen-sation der Umgebungstemperatur.

Es� werden� bereits � fertige,� abgeglichene Moduleangeboten, deren Elektronik� die� korrekte� Umge-bungstemperatur vornimmt (siehe Bild 1). Der Ver-stärker A1 ve...