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327 lines
6.0 KiB
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6.0 KiB
#LyX 1.6.7 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
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\lyxformat 345
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\begin_document
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\begin_header
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\textclass article
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\quotes_language english
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\papercolumns 1
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\papersides 1
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\author ""
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\author ""
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\end_header
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\begin_body
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\begin_layout Section
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Thermocouple
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\end_layout
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\begin_layout Standard
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Ein K-Type Thermocouple hat eine Spannung von ungefähr
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\begin_inset Formula $40\unitfrac{\text{µV}}{\text{°C}}$
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\end_inset
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, die allerdings nicht genau linear ist.
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Polynomannäherungen und lookup-Tabellen findet man auf
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\begin_inset Flex URL
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status collapsed
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\begin_layout Plain Layout
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http://srdata.nist.gov/its90/download/type_k.tab
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\end_layout
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\end_inset
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.
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\end_layout
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\begin_layout Standard
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Da Thermocouples nur Temperaturdifferenzen messen braucht man eine cold
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junction compensation, welche man allerdings in Software realisieren kann
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wenn man genau genuge Temperaturmessungen der cold junction hat (zum Beispiel
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durch einen Siliziumtemperatursensor oder ein Pt100).
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\end_layout
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\begin_layout Section
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Schaltung
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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Wir brauchen eine Verstärkerschaltung mit Gain von etwa 50 und möglichst
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geringem Offset.
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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Da warscheinlich etwa 400°C Maximaltemperatur gefragt ist und die Schrittgröße
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schon im sub-Grad-Bereich liegen sollte (idealerweise unter
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\begin_inset Formula $0.1\text{°C}$
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\end_inset
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) wird eine A/D-Wandlerauflösung von mindestens 10bit benötigt.
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Für die Schrittgröße kleiner
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\begin_inset Formula $0.1\text{°C}$
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\end_inset
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braucht man schon eine Auflösung von 12bit.
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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Ein Chopper wäre ratsam, da auch sehr gute und teure Instrumentenverstärker
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Offsetspannungen im Bereich von
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\begin_inset Formula $50\text{µV}$
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\end_inset
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haben, was schon mehr als
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\begin_inset Formula $1\text{°C}$
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\end_inset
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Fehler entspricht.
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Alternative wäre ein Schalter der den Verstärker nullen kann und Kompensation
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in der Software.
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Das könnte sogar deutlich einfacher und/oder genauer sein als ein Chopper.
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\end_layout
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\begin_layout Section
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Teile
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\end_layout
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\begin_layout Subsection
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Instrumentenverstärker
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\end_layout
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\begin_layout Subsubsection
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OP-Amps
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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\series bold
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OP37
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\series default
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: kostet etwas 1,37€.
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\end_layout
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\begin_deeper
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\begin_layout Standard
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Pros:
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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\emph on
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sehr
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\emph default
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geringe Offsetspannung (
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\begin_inset Formula $30\text{µV}$
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\end_inset
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)
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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preiswert
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\end_layout
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\begin_layout Standard
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Cons:
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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kein Instr-Amp: Gain ist nicht so genau (mehr Proportionalfehler, weniger
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Offsetfehler)
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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einige externe Bauteile nötig (0,1%-Präzisionswiderstände für 0,41€/stück?)
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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|
braucht unbedingt symmetrische Versorgung
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\end_layout
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\end_deeper
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\begin_layout Subsubsection
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Instr-Amps von Reichelt
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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\series bold
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INA 114 AP
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\series default
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: kostet 8,40€
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\end_layout
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\begin_deeper
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\begin_layout Itemize
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DIL-Gehäuse
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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ziemlich guter und teurer amp
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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Offsetspannung:
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\begin_inset Formula $50\text{µV}$
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\end_inset
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max (wow!)
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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braucht leider genauen Gain-Widerstand
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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\emph on
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nicht
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\emph default
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rail-to-rail, kann aber warsch bei 5V Versorgung mit Eingängen genau in
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der Mitte (2,5V) gerade so betrieben werden.
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\end_layout
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\end_deeper
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\begin_layout Itemize
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\series bold
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INA 155 U
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\series default
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: 2,80€
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\end_layout
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\begin_deeper
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\begin_layout Itemize
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SO-8
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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typical 200µV Offsetspannung, maximum leider 1,5mV
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\begin_inset Formula $\Rightarrow$
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\end_inset
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Offsetkompensation wichtig
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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rail-to-rail (vorsicht: den Takeover im Bereich Vs-1,8V bis Vs-0,8V vermeiden
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weil dort die Offsetspannung explodiert).
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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fixed Gain 10x oder 50x (50x passt ganz gut für uns, mit 1V Referenz)
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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CMRR mittelmäßig aber genug: um die 90dB (bei geringen Frequenzen)
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\end_layout
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\begin_layout Standard
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\begin_inset Formula $\Rightarrow$
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\end_inset
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schön billig aber warscheinlich gut genug
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\end_layout
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\end_deeper
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\begin_layout Subsection
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Multiplexer
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\end_layout
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\begin_layout Standard
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Keinplan.
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Evtl CD4052 odersowas, am Besten zwischen Amp und wandler.
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\end_layout
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\begin_layout Subsection
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Wandler
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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\series bold
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MCP3421
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\series default
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: 2,15€
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\end_layout
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\begin_deeper
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\begin_layout Itemize
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Tolles teil: Sigma-Delta-Wandler bis 18bit, kann 60 sps bei 14bit
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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genaue interne Referenz (0,05%!)
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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Programmierbares Gain (wir wollen 2x mit nem 50x instr-amp)
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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differenzieller Eingang und Wandlung (=> wir werfen ein bit weg da der negative
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Bereich nicht genutzt wird)
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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durch sigma-delta-Prinzip schon viel Tiefpass.
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(Aliasing der Störungen ist uns warsch egal, aber vllt will man doch noch
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etwas filtern.)
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\end_layout
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\end_deeper
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\begin_layout Section
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Noch zu suchen:
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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|
Thermocouple-Buchsen
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\end_layout
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\begin_layout Itemize
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|
Bauart für den Buchsenblock mit Temperatursensor
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\end_layout
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|
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|
\begin_layout Itemize
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|
Display
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\end_layout
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|
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|
\begin_layout Itemize
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|
Gehäuse
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\end_layout
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|
\end_body
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\end_document
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