Messung Thermocouple mit PicoScope

Hallo zusammen,

ich habe einen Thermocouple mit 4-20 mA Transmitter verbunden. An einem 249 Ohm Widerstand messe ich die Spannung mit Hilfe eines PicoScopes (PC Oscilloscope). Nun habe ich eine Spannung zwischen 1-5 Volt die einer Temperatur von 0-200 °C entspricht.
Wie muss ich die Messwerte filtern um eine saubere DC Messung zu bekommen?
Derzeitig nehme ich einfach das Signal auf wandel die ADC Werte zu einer Spannung, die ich dann wieder mit einer Formel zur Temperatur umrechne. Ich habe jedoch ca. einen halben Grad Differenz zur tatsächlichen Temperatur (die ich mit einem anderen Messgerät gemessen habe).
Ich denke ich gehe nicht richtig mit den Messwerten um. Es ist mein erstes Projekt in LabVIEW und auch mit Sensoren und Messtechnik habe ich nur bedingt Erfahrung und verzweifel noch bei den einfachen Dingen .
Zudem welches ist die einfachste Methode aus der Spannung 1-5V die Temperatur 0-200 °C zu berechnen?
Vielleicht habt ihr ein paar Anregungen für mich.

Vielen Dank.


Edit:
Vielleicht nochmal etwas präziser worum es eigentlich geht. Ich will später ein Labornetzgerät steuern können abhängig von der Temperatur muss das Labornetzgerät sich ausschalten bzw einschalten. Es soll also ein Automatisierter Belastungstest über einen längeren Zeitraum implementiert werden.
Das Labornetzgerät lässt sich über 2 analoge Signale steuern eins für die Spannung und eines für den Strom. Hierfür fehlen mir derzeit jedoch noch die analogen Ausgänge. Vermutlich bekomme ich die Tage ein CompactRIO mit digitalen Ausgängen vielleicht ließe sich damit etwas bewerkstelligen.

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Hallo HTX,

herzlich willkommen im Forum!

Zitat: Ich habe jedoch ca. einen halben Grad Differenz zur tatsächlichen Temperatur (die ich mit einem anderen Messgerät gemessen habe).

Wie genau ist dein anderes Messgerät?
Wie genau ist dein Thermocouple?
Wie genau ist dein U/I-Wandler?

Wie genau messen Thermocouples überhaupt?

Zitat:welches ist die einfachste Methode aus der Spannung 1-5V die Temperatur 0-200 °C zu berechnen?

Lineare Skalierung, wie in der Formel in deinem BD-Bild beschrieben.
Ob man dafür unbedingt ein ExpressVI benötigt, wage ich zu bezweifeln…

Zitat:Vermutlich bekomme ich die Tage ein CompactRIO mit digitalen Ausgängen

Wie willst du mit digitalen Ausgängen irgendwelche Thermoelemente messen und analoge Signale ausgeben?

Danke für deine Rückmeldung.

Zitat:Wie genau ist dein anderes Messgerät?
Wie genau ist dein Thermocouple?
Wie genau ist dein U/I-Wandler?
Wie genau messen Thermocouples überhaupt?

Guter Hinweis wie es aussieht kann die Differenz tatsächlich durch Messungenauigkeit kommen.
Transmitter: Error Transmission 0.5°C (Thermocouple)
Braucht mir dann wohl erstmal nicht weiter zu denken geben.

Zitat:Lineare Skalierung, wie in der Formel in deinem BD-Bild beschrieben.
Ob man dafür unbedingt ein ExpressVI benötigt, wage ich zu bezweifeln…

Dann bin ich ja schon mal auf dem richtigen weg. Das ExpressVI werde ich gegen ein normales tauschen. Um ehrlich zu sein habe ich an der Formel leider nicht verstanden wofür Out low steht, dies war bei der Quelle leider nicht erklärt.

Zitat:Wie willst du mit digitalen Ausgängen irgendwelche Thermoelemente messen und analoge Signale ausgeben?

Ließe sich ein digitales Signal nicht in ein analoges Signal wandeln? Ich dachte dabei an Pulsweitenmodulation.
Zum messen würde ich weiterhin das PicoScope nutzen, sofern ich keine digitalen/analogen Eingänge fürs Rio bekomme. Leider weiß ich noch nicht präzise was mir gegeben wird.

Hallo HTX,

Zitat:Um ehrlich zu sein habe ich an der Formel leider nicht verstanden wofür Out low steht, dies war bei der Quelle leider nicht erklärt.

Dann denke mal über die allgemeine Geradengleichung y=mx+n nach…

Zitat:Dann denke mal über die allgemeine Geradengleichung y=mx+n nach…

Ah danke, jetzt hat es klick gemacht.

Ich hätte allerdings doch nochmal eine Frage:
die gemessene Spannung schwankt ja um ca 0,2 V (siehe Waveform Chart im Screenshot) und somit schwankt die Temperatur auch um mehrere Grad obwohl sich die Umgebungstemperatur nicht ändert. Eine gewisse Schwankung erwarte ich ja durch die Messungenauigkeit jedoch nicht mehrere Grad. Hätte ich nun die gemessene Spannung noch irgendwie Filtern können? Ich wollt mich nur nochmal vergewissern ob ich richtig mit den Daten (gemessene Spannung) des Oszilloskops umgehe.

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Hallo HTX,

Zitat:die gemessene Spannung schwankt ja um ca 0,2 V (siehe Waveform Chart im Screenshot)

Der Mittelwert der Spannung liegt bei 1.345V.
Der Großteil der Messwerte liegt zwischen 1.335V und 1.355V und damit in einer Spanne von 0.02V.
Einige wenige Ausreißer liegen zwischen 1.28V und 1.40V und damit in einer Spanne von 0.12V.
Wie kommst du auf 0.2V?

Außerdem: deine Messtechnik zeigt offensichtlich eine Auflösung von ~0.005V. Du hast ein "Rauschen" um den Mittelwert von ±2LSB.

Worüber machst du dir wirklich Sorgen?

Zitat:Hätte ich nun die gemessene Spannung noch irgendwie Filtern können?

RunningAverage über x Werte?

Ah die Screenshots von oben spiegeln nicht das wieder was ich meine. Tut mir leid dafür. Ich hänge hier nochmal aktuelle Screenshots an. Grundlegend hat sich nicht viel geändert. Ich habe die Express VI's ersetzt und erzeuge mir den XY-Graphen mit zwei Arrays, wobei das natürlich nicht sauber gelöst ist bisher da die Arrays ins unendliche wachsen.
Im Graphen ist jetzt 1 Minute aufgenommen bei Raumtemperatur und ich denke solch starken Schwankungen des Mittelwerts dürften nicht sein da ich ja bereits den Mittelwert aus 20000 Samples bilde.

Hallo HTX,

Zitat:Ich hänge hier nochmal aktuelle Screenshots an. Grundlegend hat sich nicht viel geändert.

Naja: anhand des Bildes würde ich die Auflösung nun auf ~17mV schätzen (3 Unterteilung pro 50mV Skalenabschnitt). Mit deiner Umrechnung ergibt das 0.85K Auflösung (wenn ich mich nicht verrechnet habe)…
Kannst du das mal mit echten Kennwerten aus deinen Datenblättern verifizieren?

Außerdem: auf welcher Temperatur ist die Vergleichsstelle? Gerade bei geringen Differenzen zwischen Thermoelement und Vergleichsstelle wirken sich Rauschen etc. besonders ungünstig aufs Messergebnis aus! Wie stabil ist die Temperaturmessung in kochendem Wasser?