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Erhoehung der Genauigkeit von Temperaturmessungen durch Kompensation der Sensor-Eigenerwaermung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020761D
Original Publication Date: 2004-Jan-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Jan-25
Document File: 2 page(s) / 87K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die Genauigkeit von Temperaturmessungen ist in den letzten Jahren stark gestiegen. Auf dem Markt sind bereits Geraete erhaeltlich, die eine typische Genauigkeit von 0,05°C aufweisen. Dabei haengt die tatsaechliche Genauigkeit nicht nur vom Messumformer, sondern vor allem auch vom verwendeten Sensor ab. Neben dem Grundfehler des Sensors und der Messgenauigkeit des Messumformers wird die Gesamtgenauigkeit der Messung auch stark von der Wirkung der elektrischen Messung auf den Sensor beeinflusst. So fuehrt der notwendige Messstrom durch den Ohmschen Widerstand des Sensors zu seiner Erwaermung. Diese Eigenerwaermung ist zwar oft vernachlaessigbar, kann aber unter Umstaenden durchaus 50% oder mehr der Gesamtgenauigkeit ausmachen, insbesondere bei sehr kleinen Sensoren.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J17327.doc page: 1

Erhoehung der Genauigkeit von Temperaturmessungen durch Kompensation der Sensor-Eigenerwaermung

Idea: Eric Chemisky, DE-Karlsruhe; Dirk Burmeister, DE-Karlsruhe

Die Genauigkeit von Temperaturmessungen ist in den letzten Jahren stark gestiegen. Auf dem Markt sind bereits Geraete erhaeltlich, die eine typische Genauigkeit von [g177]0,05°C aufweisen. Dabei haengt die tatsaechliche Genauigkeit nicht nur vom Messumformer, sondern vor allem auch vom verwendeten Sensor ab. Neben dem Grundfehler des Sensors und der Messgenauigkeit des Messumformers wird die Gesamtgenauigkeit der Messung auch stark von der Wirkung der elektrischen Messung auf den Sensor beeinflusst. So fuehrt der notwendige Messstrom durch den Ohmschen Widerstand des Sensors zu seiner Erwaermung. Diese Eigenerwaermung ist zwar oft vernachlaessigbar, kann aber unter Umstaenden durchaus 50% oder mehr der Gesamtgenauigkeit ausmachen, insbesondere bei sehr kleinen Sensoren.

Die Eigenerwaermung des Sensors kann momentan nicht weiter verringert werden, da eine Reduzierung des Messstroms in zu kleinen Spannungsdifferenzen im Sensor resultieren wuerde. Es wird daher vorgeschlagen, die Erwaermung des Sensors zu messen und vom Messergebnis zu subtrahieren. Hierzu werden zwei unterschiedliche Messstroeme Igross und Iklein verwendet, die abwechselnd geschaltet werden. Daraus ergibt sich eine Modulation im Temperatursignal (Abbildung
1), deren Amplitude zur Kompensation...