Temperaturen mal anders messen

Die Temperaturmessung ist sicherlich eine der häufigsten Messaufgaben. Wir unterscheiden dabei in berührungslose und Kontaktmessverfahren. Bei den Kontaktmessverfahren kommen oft sensitive Materialien zum Einsatz, die zum Beispiel den Widerstandswert in Abhängigkeit der Eigentemperatur des Sensors ändern. Aber auch der einfache pn-Übergang einer Diode oder eines Transistors lässt sich zum Messen der Temperatur nutzen.

Die Temperaturmessung mit dem pn-Übergang ist sowohl in Durchlass- als auch in Sperrrichtung möglich. Die letztgenannte (hochohmige) Variante klingt interessant, bedeutet jedoch einen sehr geringen Sperrstrom, der je nach Sperrspannung und Temperatur im nA-Bereich liegen kann. Für das ADALM1000 mit einer Auflösung von ca. 6 µA empfiehlt es sich den pn-Übergang in Durchlassrichtung zu verwenden. Die Literatur gibt eine temperaturabhängige Änderung der Flussspannung von ca. 2 mV pro °C an. Die Spannungsauflösung des ADALM1000 liegt bei ca. 76 µV.

Auch die einstellbare Stromquelle LM334 lässt sich wegen ihrer linearen Temperaturabhängigkeit als Temperatursensor nutzen. Dazu wird sie so beschalten, dass bei einem vorgegebenen Strom die abfallende Spannung über einen Lastwiderstand zu messen ist. In dieser Variante lässt sich, im Vergleich zur Flussspannung am pn-Übergang, ein Spannungshub von etwa 10 mV pro °C erzielen.

Gleichspannung mit Pixelpulse2 messen

Für diese Messung muss Pixelpulse2 nach dem Programmstart nicht weiter konfiguriert werden. Mit einem Mausklick auf das Start/Play-Icon kann sofort die Messung beginnen. Für eine Gleichspannungsmessung ist die Messwertdarstellung im Stil des Oszillogramms nicht so gut geeignet. Doch oberhalb der Signaldarstellung liegt mittig ein Feld 'Average'. Der Zahlenwert zeigt den gemittelten Spannungswert über die Erfassungszeit 'Sample Time' aus der Programmeinstellung an, die standardmäßig bei 100 Millisekunden liegt.

Wird nun in der laufenden Messung die Diode oder Stromquelle mit dem Finger berührt, ändert sich unter 'Average' der angezeigte Spannungswert. Der Vorgang wirkt etwas träge, muss der Finger zunächst das jeweilige Bauelement erwärmen, um eine entsprechende Reaktion messen zu können. Des Weiteren braucht das Mitteln der Messwerte eine gewisse Zeit. Ähnlich verhält es sich, wird der Finger vom Bauelement genommen. Es vergehen einige Sekunden, bis sich das Bauelement wieder auf die Umgebungstemperatur abgekühlt hat.