DE102013109809A1 - Method for determining the reference junction temperature of a thermocouple - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur (T2) eines Thermoelements (E1, E2), wobei eine in einem Gehäuse (G) vorliegende Referenztemperatur (T3) zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur (T2) verwendet wird, und wobei ferner eine Temperaturdifferenz (T2–T3) zwischen der Vergleichsstellentemperatur (T2) und der Referenztemperatur (T3) bestimmt wird.Method for determining the reference junction temperature (T2) of a thermocouple (E1, E2), wherein a reference temperature (T3) present in a housing (G) is used to determine the reference junction temperature (T2), and further comprising a temperature difference (T2-T3) between the reference junction temperature (T2) and the reference temperature (T3) is determined.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur eines Thermoelements. Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Transmitter.The invention relates to a method for determining the reference junction temperature of a thermocouple. The invention further relates to a transmitter.
Die Temperaturmessung mit Thermoelementen beruht auf der unterschiedlichen Thermokraft verschiedener Metalle und Legierungen. Zwei elektrische Leiter aus verschiedenen Werkstoffen (Thermopaar) werden an einem Ende, z. B. durch Verschweißen, Verlöten oder Verschrauben leitend miteinander verbunden (Messstelle). Wird nun die Messstelle einer Temperatur ausgesetzt, so entsteht an den freien Enden des Thermopaars eine elektromotorische Kraft, Thermospannung genannt, die von der Temperaturdifferenz zwischen Messstelle und den freien Enden des Thermopaars (Vergleichsstelle) abhängig ist. Die Größe dieser Thermospannung ist abhängig von der Art der Werkstoffe, aus denen das Thermopaar hergestellt ist.The temperature measurement with thermocouples is based on the different thermo-power of different metals and alloys. Two electrical conductors made of different materials (thermocouple) are at one end, z. B. connected by welding, soldering or screwing conductive (measuring point). If the measuring point is then exposed to a temperature, an electromotive force, termed thermoelectric voltage, which depends on the temperature difference between the measuring point and the free ends of the thermocouple (reference junction), is produced at the free ends of the thermocouple. The size of this thermoelectric voltage depends on the type of materials from which the thermocouple is made.
Prinzipiell ist jede Temperaturmessung mit einem Thermoelement eine Differenzmessung zwischen Messstellen- und Vergleichsstellentemperatur. Um eine definierte Auswertung der Thermospannung zu erhalten, werden die freien Enden des Thermopaares einer Bezugstemperatur ausgesetzt. Ist die Vergleichsstelletemperaturschwankungen unterworfen, müssen diese ausgeglichen werden.In principle, any temperature measurement with a thermocouple is a differential measurement between the measuring point and the reference junction temperature. In order to obtain a defined evaluation of the thermoelectric voltage, the free ends of the thermocouple are exposed to a reference temperature. If the reference junction temperature is subject to fluctuations, these must be compensated.
Entsprechend ist es aus dem Gebrauchsmuster
Ferner ist es bspw. aus der Offenlegungsschrift
Außerdem ist aus der Offenlegungsschrift
Neben der oben erwähnten Verlustleistung treten unter Umständen aufgrund der Einbaulage des Gerätes, des Luftstrom im Schaltschrank etc. weitere Fehler bei der Temperaturmessung auf die durch externe Einflüsse aus der Umgebung des Transmitters stammen. Diese externen Einflüsse, wie bspw. Wärmequellen, können zu einer Temperaturerhöhung in dem Gehäuse und damit zu einem Messfehler beitragen. Derartige Wärmequellen können andere Transmitter oder allgemein Gerätschaften sein, die in der näheren Umgebung des Gehäuses des Transmitters liegen.In addition to the power loss mentioned above may occur due to the mounting position of the device, the air flow in the control cabinet, etc., other errors in the temperature measurement due to external influences from the environment of the transmitter. These external influences, such as heat sources, can contribute to a temperature increase in the housing and thus to a measurement error. Such heat sources may be other transmitters or, in general, equipment located in the vicinity of the housing of the transmitter.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Temperaturkompensation bereitzustellen.The invention is therefore based on the object to provide an improved temperature compensation.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und einen Transmitter gelöst.The object is achieved by a method and a transmitter.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur eines Thermoelements gelöst, wobei eine in einem Gehäuse vorliegende Referenztemperatur zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur verwendet wird, und wobei ferner eine Temperaturdifferenz zwischen der Vergleichsstellentemperatur und der Referenztemperatur bestimmt wird.With regard to the method, the object is achieved by a method for determining the reference junction temperature of a thermocouple, wherein a reference temperature present in a housing is used to determine the reference junction temperature, and further wherein a temperature difference between the reference junction temperature and the reference temperature is determined.
Dabei liegt die Vergleichsstelle vorzugsweise außerhalb des Gehäuses bzw. liegt in Form einer Anschlussstelle, bspw. in Form einer Anschlussklemme, an dem Gehäuse, besonders bevorzugt an der Außenseite des Gehäuses vor.In this case, the reference junction is preferably outside the housing or in the form of a connection point, for example in the form of a connection terminal, on the housing, particularly preferably on the outside of the housing.
Die an der Vergleichsstelle vorliegende Temperatur kann vermittels einer Extrapolation, bspw. vermittels eines Modells der Temperaturverteilung, bspw. in und/oder um das Gehäuse des Transmitters, bestimmt werden, wobei dann bspw. geräte- bzw. gehäusespezifische Parameter in die Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur eingehen können.The temperature present at the reference junction can be determined by means of extrapolation, for example by means of a model of the temperature distribution, for example in and / or around the housing of the transmitter, in which case, for example, device- or housing-specific parameters are included in the determination of the reference junction temperature can.
Zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur kann dann, bspw. anhand hinterlegter Daten oder des Modells der Temperaturverteilung, die Temperaturdifferenz zwischen der Vergleichsstellentemperatur und der Referenztemperatur ermittelt werden. Diese Temperaturdifferenz und die in dem Gehäuse vorliegende Referenztemperatur können dann zur Bestimmung der (tatsächlich) an der Vergleichsstelle vorliegenden Vergleichsstellentemperatur verwendet werden. Bspw. kann ein Zonenmodell der Temperaturverteilung verwendet werden, wobei in einer Zone von dem Vorliegen einer Temperatur ausgegangen wird und wobei sich die Temperatur zwei aneinander grenzender Zonen voneinander unterscheiden.To determine the reference junction temperature, the temperature difference between the reference junction temperature and the reference temperature can then be determined, for example, on the basis of stored data or the model of the temperature distribution. This temperature difference and the reference temperature present in the housing can then be used to determine the reference junction temperature (actually) present at the reference junction. For example. can a zone model of Temperature distribution are used, it being assumed in a zone of the existence of a temperature and wherein the temperature of two adjacent zones differ from each other.
Durch die Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur kann schließlich auch die (absolute) Temperatur an der Messstelle bestimmt werden.Finally, by determining the reference junction temperature, the (absolute) temperature at the measuring point can also be determined.
In einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird somit die Temperaturdifferenz zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur verwendet.In one embodiment of the proposed method, the temperature difference is thus used to determine the reference junction temperature.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Referenztemperatur vermittels eines in dem Gehäuse angeordneten Referenztemperatursensors bestimmt. Der Referenztemperatursensor ist dabei bevorzugt auf einer Platine innerhalb des Gehäuses angeordnet.In a further embodiment of the proposed method, the reference temperature is determined by means of a reference temperature sensor arranged in the housing. The reference temperature sensor is preferably arranged on a circuit board within the housing.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Temperaturdifferenz durch eine außerhalb des Gehäuses liegende Wärmequelle verursacht. Es kann bspw. aufgrund eines benachbarten Transmitters oder einer anderen benachbarten Wärmequelle zu einem Wärmeeintrag, d.h. der Erhöhung der Temperatur innerhalb des Gehäuses kommen, von welcher Temperaturerhöhung die Vergleichsstelle im Verhältnis zum Referenztemperatursensor nicht bzw. nur in vermindertem Maße unterliegt.In a further embodiment of the proposed method, the temperature difference is caused by a heat source located outside the housing. For example, due to an adjacent transmitter or other adjacent heat source, it may result in heat input, i. the increase in temperature within the housing come from which temperature increase, the reference junction in relation to the reference temperature sensor is not or only to a reduced extent subject.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird ferner eine Temperaturdifferenz zwischen der Vergleichsstellentemperatur und der Referenztemperatur, die durch eine innerhalb des Gehäuses liegende Wärmequelle verursacht wird, bestimmt und zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur verwendet.In a further embodiment of the proposed method, a temperature difference between the reference junction temperature and the reference temperature caused by a heat source located inside the housing is further determined and used to determine the cold junction temperature.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird eine Temperaturdifferenz, insbesondere ein Temperaturgradient, in dem Gehäuse bestimmt und zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur verwendet.In a further embodiment of the proposed method, a temperature difference, in particular a temperature gradient, is determined in the housing and used to determine the reference junction temperature.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Temperaturdifferenz zwischen der Referenztemperatur in dem Gehäuse und einer weiteren Referenztemperatur an anderer Stelle innerhalb des Gehäuses bestimmt. Es wird also eine erste und eine zweite Referenztemperatur an verschiedenen Positionen in dem Gehäuse ermittelt.In a further embodiment of the proposed method, the temperature difference between the reference temperature in the housing and a further reference temperature elsewhere in the housing is determined. It is thus determined a first and a second reference temperature at different positions in the housing.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird eine, insbesondere durch die außerhalb des Gehäuses liegende Wärmequelle verursachte, Erwärmung des Referenztemperatursensors und/oder eines Gehäuseteils, wie bspw. der Wandung, des Gehäuses und/oder eines in dem Gehäuse liegenden Elements bestimmt, und zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur verwendet.In a further embodiment of the proposed method, a heating, in particular caused by the heat source located outside the housing, of the reference temperature sensor and / or of a housing part, such as the wall, of the housing and / or an element located in the housing, and Determination of the reference junction temperature used.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird zumindest der Anteil der Temperaturdifferenz zwischen der Vergleichsstellentemperatur und der Referenztemperatur, der auf eine Erwärmung durch eine innerhalb des Gehäuses liegende Wärmequelle verursacht wird, bspw. anhand der Leistungsaufnahme einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Betriebselektronik, berechnet. Zur Berechnung kann eine Recheneinheit, wie ein bspw. Mikroprozessor, der Teil des vorgeschlagenen Transmitters ist und ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet ist, verwendet werden.In a further embodiment of the proposed method, at least the fraction of the temperature difference between the reference junction temperature and the reference temperature, which is caused by heating by a heat source located inside the housing, is calculated, for example, based on the power consumption of an operating electronics disposed within the housing. For calculation, a computing unit, such as a microprocessor, which is part of the proposed transmitter and is also arranged in the housing, can be used.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird zumindest der Anteil der Temperaturdifferenz zwischen der Vergleichsstellentemperatur und der Referenztemperatur, der durch eine Erwärmung durch eine außerhalb des Gehäuses liegende Wärmequelle verursacht wird, vorzugsweise mittels eines zweiten Referenztemperatursensors, der besonders bevorzugt beabstandet von dem ersten Referenztemperatursensor angeordnet ist, gemessen.In a further embodiment of the proposed method, at least the portion of the temperature difference between the reference junction temperature and the reference temperature, which is caused by heating by a heat source located outside the housing, preferably by means of a second reference temperature sensor, which is particularly preferably spaced from the first reference temperature sensor , measured.
In einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird anhand der Temperaturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Referenztemperatur oder mittels eines Temperaturgradienten in dem Gehäuse die Vergleichsstellentemperatur anhand eines, vorzugsweise in einer Recheneinheit hinterlegten, Modells der Temperaturverteilung bestimmt wird. Das Modell kann bspw. die Wärmeverteilung in verschiedenen Bereichen in, an und um das Messgerät angeben.In a further embodiment of the proposed method, based on the temperature difference between the first and the second reference temperature or by means of a temperature gradient in the housing, the reference junction temperature is determined based on a model of the temperature distribution, preferably stored in a computing unit. For example, the model can specify the heat distribution in different areas in, on, and around the meter.
Hinsichtlich des Transmitters wird die Aufgabe durch einen Transmitter mit einem Gehäuse und Anschlussstellen für ein Thermoelement gelöst, wobei ein Referenztemperatursensor, vorzugsweise auf einer Platine, in dem Gehäuse vorgesehen ist, welcher Referenztemperatursensor zur Bestimmung einer Referenztemperatur in dem Gehäuse dient, wobei ferner eine Recheneinheit, wie bspw. ein µP/µC, vorgesehen ist, welche Recheneinheit zum Bestimmen einer Temperaturdifferenz zwischen der Anschlussstellentemperatur und der Referenztemperatur dient, wobei die Recheneinheit ferner zur Bestimmung der Anschlussstellentemperatur anhand der Referenztemperatur und der Temperaturdifferenz zwischen der Anschlussstellentemperatur und der Referenztemperatur dient.With respect to the transmitter, the object is achieved by a transmitter with a housing and connection points for a thermocouple, wherein a reference temperature sensor, preferably on a circuit board, is provided in the housing, which reference temperature sensor is used to determine a reference temperature in the housing, further comprising a computing unit, such as a .mu.P / .mu.C, is provided, which arithmetic unit is used for determining a temperature difference between the terminal temperature and the reference temperature, wherein the arithmetic unit further for determining the terminal temperature based on the reference temperature and the temperature difference between the terminal temperature and the reference temperature.
Bei dem Transmitter kann es sich um einen sog. Kopftransmitter, Hutschienentransmitter, Messverstärker, Messumformer etc. handeln. Vorzugsweise wird der Transmitter über eine Zwei-Leiter-Schleife mit elektrischer Energie versorgt. Diese Zwei-leiter-Schleife kann auch zur Übertragung von Messwerten von dem Transmitter an eine andere an die Zwei-Leiter-Schleife angeschlossene Einheit dienen. The transmitter can be a so-called head transmitter, DIN rail transmitter, measuring amplifier, measuring transducer, etc. Preferably, the transmitter is powered by a two-conductor loop with electrical energy. This two-wire loop can also be used to transmit readings from the transmitter to another unit connected to the two-wire loop.
In einer Ausführungsform des Transmitters ist ein weiterer Referenzsensor, bspw. zur Bestimmung einer Temperaturdifferenz, insbesondere eines Temperaturgradienten, in dem Gehäuse vorgesehen.In one embodiment of the transmitter, a further reference sensor, for example for determining a temperature difference, in particular a temperature gradient, is provided in the housing.
Die Auswertung und Verarbeitung der Referenztemperatur und die Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur bzw. die Bestimmung der Messstellentemperatur kann dabei wie oben in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren bzw. einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens erfolgen.The evaluation and processing of the reference temperature and the determination of the reference junction temperature or the determination of the measuring point temperature can be carried out as described above in connection with the proposed method or an embodiment of the proposed method.
In einer weiteren Ausführungsform des Transmitters ist die Temperaturdifferenz von einer außerhalb des Gehäuses liegenden Wärmequelle verursacht. Das innere des Gehäuses bzw. zumindest der Referenzsensor und/oder der weitere Referenzsensor stehen somit in thermischem Kontakt zur Umgebung des Gehäuses. Es können entsprechende konstruktive Maßnahmen vorliegen, die ein thermische Kopplung ermöglichen.In a further embodiment of the transmitter, the temperature difference is caused by a heat source located outside the housing. The interior of the housing or at least the reference sensor and / or the further reference sensor are thus in thermal contact with the surroundings of the housing. There may be appropriate design measures that allow thermal coupling.
In einer Ausführungsform des Transmitters handelt es sich bei dem weiteren Referenzsensor um einen Sensor zur Bestimmung eines Wärmeflusses durch das Gehäuse oder einer Oberflächentemperatur des Gehäuses.In one embodiment of the transmitter, the further reference sensor is a sensor for determining a heat flow through the housing or a surface temperature of the housing.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the following drawing. It shows:
In der gezeigten Ausführungsform wird das Thermoelement, das bevorzugt aus den Thermodrähten E1, E2 besteht, an Anschlussklemmen KL angeschlossen, die sich am Gehäuse G eines Transmitters TR befinden. Stattdessen könnten die Thermodrähte E1, E2 über Anschlussleitungen, nicht gezeigt, an die Anschlussklemmen KL des Transmitters TR angeschlossen werden, wobei dann die Verbindung zwischen den Anschlussleitungen und den Thermodrähten E1, E2 als Vergleichsstelle dienen würde. Die Thermodrähte E1, E2 können auch über sog. Thermoleitungen, die aus dem gleichen Material bestehen wie die jeweiligen Thermodrähte an die Anschlussklemmen KL angeschlossen sein.In the embodiment shown, the thermocouple, which preferably consists of the thermo wires E1, E2, connected to terminals KL, which are located on the housing G of a transmitter TR. Instead, the thermo wires E1, E2 could be connected via connecting lines, not shown, to the terminals KL of the transmitter TR, in which case the connection between the connecting lines and the thermo wires E1, E2 would serve as reference junction. The thermocouple wires E1, E2 can also be connected to the connection terminals KL via so-called thermoelectric cables, which are made of the same material as the respective thermocouple wires.
Über die Anschlussklemmen KL wird das durch die Thermodrähte E1, E2 aufgenommene Messsignal einer Messschaltung DT zugeführt, welche Messschaltung DT dazu dient, die Temperaturdifferenz T1–T2 zwischen der Messstelle MS und der Vergleichsstelle (die vorliegend an den Anschlussklemmen KL liegt) zu bestimmen.Via the connection terminals KL, the measuring signal received by the thermo wires E1, E2 is fed to a measuring circuit DT, which measuring circuit DT serves to determine the temperature difference T1-T2 between the measuring point MS and the reference junction (which in the present case is at the terminals KL).
Zur Bestimmung der absoluten Temperatur T1 an der Messstelle MS ist es aber erforderlich die (absolute) Temperatur T2 an der Vergleichsstelle, hier den Anschlussklemmen KL, zu bestimmen.To determine the absolute temperature T1 at the measuring point MS, however, it is necessary to determine the (absolute) temperature T2 at the reference junction, here the connection terminals KL.
Zu diesem Zweck ist ein Referenzsensor RS1 zur Bestimmung der Temperatur T3 in dem Gehäuse G des Transmitters TR vorgesehen. Dieser Referenzsensor RS1 gibt aber nicht die tatsächliche an den Anschlussklemmen KL bzw. der Vergleichsstelle vorliegende Temperatur T2 an. Denn bspw. aufgrund einer außerhalb des Gehäuses G liegenden Wärmequelle WQ, die die Temperatur T3 in dem Gehäuse G beeinflusst, kann sich die Temperatur T3 in dem Gehäuse G von derjenigen an den Anschlussklemmen KL bzw. der Vergleichsstelle unterscheiden.For this purpose, a reference sensor RS1 is provided for determining the temperature T3 in the housing G of the transmitter TR. However, this reference sensor RS1 does not indicate the actual temperature T2 present at the terminals KL or the reference junction. For example, due to a lying outside of the housing G heat source WQ, which influences the temperature T3 in the housing G, the temperature T3 in the housing G may differ from that at the terminals KL and the reference junction.
Anhand der Referenztemperatur T3 kann eine Temperaturdifferenz T2–T3 zw. dem Referenzsensor RS1 und den Anschlussklemmen KL bzw. der Vergleichsstelle bestimmt werden. Dies kann bspw. in Abhängigkeit eines Werts der Referenztemperatur T3 und/oder in Abhängigkeit hinterlegter Daten erfolgen.Based on the reference temperature T3, a temperature difference T2-T3 between the reference sensor RS1 and the terminals KL or the reference junction can be determined. This can be done, for example, as a function of a value of the reference temperature T3 and / or as a function of stored data.
Vermittels der Temperaturdifferenz kann dann die (absolute) Temperatur T2 an den Anschlussklemmen KL bzw. der Vergleichsstelle bestimmt werden.By means of the temperature difference then the (absolute) temperature T2 can be determined at the terminals KL and the reference junction.
Die Temperaturdifferenz T1–T2 zwischen Messstelle MS und Vergleichsstelle, hier Anschlussklemmen KL, die von der Messschaltung DT bestimmt wird, kann an eine Korrekturschaltung KR ausgegeben werden. Die Korrekturschaltung KR kann vermittels der von dem Referenzsensor RS1 ausgegebenen Referenztemperatur T3 einen entsprechenden Temperaturwert T1, der der Temperatur T1 an der Messstelle MS entspricht, ermitteln.The temperature difference T1-T2 between measuring point MS and reference junction, here terminals KL, which is determined by the measuring circuit DT can be output to a correction circuit KR. The correction circuit KR can determine a corresponding temperature value T1, which corresponds to the temperature T1 at the measuring point MS, by means of the reference temperature T3 output by the reference sensor RS1.
Zusätzlich zu der Referenztemperatur T3 des ersten Referenzsensors RS1 kann der Korrekturschaltung KR eine zweite Referenztemperatur T4 bspw. vermittels eines zweiten Referenzsensors RS2 zugeführt werden. Durch einen Vergleich der ersten mit der zweiten Referenztemperatur T3, T4 kann ein eventuell in dem Gehäuse G bzw. zw. dem ersten und dem zweiten Referenzsensor RS1, RS2 vorliegender Temperaturgradient bestimmt. Vermittels dieses Gradienten kann ebenfalls auf die an der Anschlussklemme KL bzw. der Vergleichsstelle vorliegende Temperatur T2 geschlossen werden. Dies kann bspw. anhand eines entsprechenden Modells der Temperaturverteilung oder anhand von hinterlegten Daten, wie sie bspw. vermittels einer Kalibrierung erhalten werden können, erfolgen. Der zweite Referenzsensor RS2 kann dabei punktuell oder flächig eine Temperatur auf der Wandung (der Innenseite) des Gehäuses G bestimmen. Dies kann bspw. dadurch erfolgen, dass der zweite Referenzsensor RS2 auf der Wandung des Gehäuses G aufgebracht wird oder einen Bereich der Oberfläche der Wandung des Gehäuses G bspw. optisch (bspw. im Infrarotbereich) abtastet.In addition to the reference temperature T3 of the first reference sensor RS1, the correction circuit KR can be supplied with a second reference temperature T4, for example by means of a second reference sensor RS2. By comparing the first with the second reference temperature T3, T4 can possibly determined in the housing G or zw. The first and the second reference sensor RS1, RS2 present temperature gradient. By means of this gradient can also be closed to the present at the terminal KL and the reference junction temperature T2. This can be done, for example, on the basis of a corresponding model of the temperature distribution or on the basis of stored data, as can be obtained, for example, by means of a calibration. The second reference sensor RS2 can determine a temperature on the wall (inside) of the housing G selectively or over a wide area. This can be done, for example, by applying the second reference sensor RS2 to the wall of the housing G or by scanned optically (eg in the infrared range) of the surface of the wall of the housing G, for example.
Dadurch dass der zweite Referenzsensor RS2 an der Wandung des Gehäuses (im Inneren des Gehäuses G) angebracht wird, kann insbesondere der Wärmefluss durch die Wandung des Gehäuses G (und somit der Wärmeeintrag in das Innere des Gehäuses G in dem der erste Referenzsensor RS1 angeordnet ist) bestimmt werden. Anhand dieses von dem zweiten Referenzsensor RS2 ausgegebenen Messwerts kann dann auf die Temperatur T2 an der Vergleichsstelle außerhalb des Gehäuses bzw. außen an dem Gehäuse G geschlossen werden. Dazu kann wie bereits erwähnt ein Modell das die Temperaturverteilung angibt verwendet werden.The fact that the second reference sensor RS2 is mounted on the wall of the housing (inside the housing G), in particular the heat flow through the wall of the housing G (and thus the heat input into the interior of the housing G in which the first reference sensor RS1 is arranged ). Based on this measured value output by the second reference sensor RS2, it is then possible to deduce the temperature T2 at the reference junction outside the housing or on the outside of the housing G, respectively. For this purpose, as already mentioned, a model indicating the temperature distribution can be used.
Bei dem zweiten Referenzsensor RS2 kann es sich um einen Wärmeflusssensor (heat flow /heat flux sensor) handeln. Entsprechende Sensoren, wie bspw. „gSKIN“ der Firma greenTAG AG, sind im Handel erhältlich. Bei dem zweiten Referenzsensor RS2 kann es sich auch um einen Infrarotsensor handeln, der ebenfalls auf einer Platine aufgebracht ist und zur Messung der Oberflächentemperatur des Gehäuses G (auf der Innenseite des Gehäuses) dient.The second reference sensor RS2 can be a heat flow sensor (heat flow / heat flux sensor). Corresponding sensors, such as "gSKIN" from greenTAG AG, are commercially available. The second reference sensor RS2 may also be an infrared sensor, which is likewise mounted on a circuit board and serves to measure the surface temperature of the housing G (on the inside of the housing).
Zusätzlich zu der Korrektur anhand des zweiten Referenzsensors RS2 kann zur Bestimmung der Vergleichsstellentemperatur auch die durch die Elektrik/Elektronik des Transmitters TR (die ggfs. auch in dem Gehäuse G untergebracht ist) verursachte Eigenerwärmung berücksichtigt werden. Ein entsprechender Korrekturwert kann vermittels einer entsprechenden Schaltung DL, die bspw. zur Erfassung einer momentanen Leistung oder einer mittleren Leistung des Transmitters TR dient, und ggfs. der Korrekturschaltung KR bestimmt werden.In addition to the correction based on the second reference sensor RS2, the self-heating caused by the electrics / electronics of the transmitter TR (which may also be accommodated in the housing G) may also be taken into account for determining the reference junction temperature. A corresponding correction value can be determined by means of a corresponding circuit DL, which, for example, serves to detect a momentary power or an average power of the transmitter TR, and, if necessary, the correction circuit KR.
Anhand einer oder mehrerer der vorgeschlagenen Korrekturen kann der Messwert des ersten Referenzsensors RS1 entsprechend korrigiert werden und die Temperatur T1 an der Messstelle von dem Transmitter TR ausgegeben werden. Insbesondere können die Messwerte bzw. Korrekturwerte des ersten und/oder des zweiten Referenzsensors, und/oder der Schaltung DL vermittels der Korrekturschaltung KR in die Berechnung von der Temperatur T2 an der Vergleichsstelle eingehen. Dadurch kann eine genauere Bestimmung der Messstellentemperatur T1 erfolgen.Based on one or more of the proposed corrections, the measured value of the first reference sensor RS1 can be corrected accordingly and the temperature T1 at the measuring point can be output by the transmitter TR. In particular, the measured values or correction values of the first and / or the second reference sensor, and / or the circuit DL can enter into the calculation of the temperature T2 at the reference junction by means of the correction circuit KR. This allows a more accurate determination of the measuring point temperature T1.
Sämtliche Schaltungen und Einheiten, wie bspw. DT, KR, und DL können zudem in einen oder mehrere Mikrocontroller zusammengefasst werden.All circuits and units, such as DT, KR, and DL can also be combined into one or more microcontroller.
Der erste und/oder zweite Referenzsensor RS1, RS2 können an einen analogen bzw. einen digitalen Eingang eines entsprechenden der Signalbearbeitung dienenden Mikrocontrollers angeschlossen sein.The first and / or second reference sensor RS1, RS2 can be connected to an analog or a digital input of a corresponding signal processing microcontroller.
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