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Analoges Laserleistungsmessgerät



Da ich schon immer mal ein Laserleistungsmessgerät haben wollte, diese aber jenseits des Finanzierbaren für einen Taschengeldempfänger sind, habe ich mich mal im Netz umgesehen und bin auf eine sehr interessante Seite gestoßen: Put-On.

Die Bauteilkosten betragen etwa 30 Euro und das Messgerät ist bei entsprechender Kalibrierung äußerst genau!!

Das Messgerät funktioniert auf der Basis der Wärme, die das Laserlicht erzeugt, wenn es auf eine schwarze Oberfläche trifft. Das nun beschriebene Messgerät verwendet als Wärmesensor ein eingerußtes Peltierlement.
Der Laser trifft auf das Peltierelement und das Licht wird zu 97 Prozent in Wärme umgewandelt. Diese Wärme erzeugt aufgrund der Temperaturdifferenz auf dem Peltierelement Strom, welchen man relativ einfach messen kann.


Benötogt wird:

- 1 * Peltierelement (möglichst klein) Conrad: 193550
- 1 * Kühlkörper
- 8 * 10R SMD-Widerstände
- 1 * ICL7650CPD
- 1 * Drehschalter 2*6
- 1 * Schalter 4*3 (oder auch ein einfacher Schalter, wenn man ohne Beleuchtung arbeitet)
- 1 * 100k
- 1 * 10k
- 1 * 1k
- 1 * Trimmer 150k
- 1 * Trimmer 330k
- 1 * Trimmer 2,2k
- 5 * 100nF
- 1 * Messinstrument 100µ oder 200µ
- 1 * DC-DC-Wandler 5V -> +-6V
- 1 * Festspannungsregler 5V
- 1 * 9V-Block (plus Batterieclip) oder Steckernetzteil


Ich habe die Schaltung um einen DC-DC-Wandler erwitert, da 8 Mignonbatterien ja wohl um einiges teurer sind als ein 9V-Block.

Als Peltierelement bietet sich das oben aufgelistete von Conrad an. Es ist relativ klein, sodass das Messgerät dadurch schnell reagiert. Um auch relativ kleine Leistungen (und die damit verbundenen kleinen Temperaturunterschiede) messen zu können, sollte man dem Peltierelement einen sehr großen und massiven Kühlkörper gönnen.

Hier werde ich mal mein Messgerät beschreiben:

Als erstes wird das Peltierelement mit Wärmeleitkleber auf den Kühlkörper geklebt. Danach werden die 8 SMD-Widerstände kreisförmig auf das Peltier geklebt und in reihe verlötet. Wozu diese sind, wird später noch erläutert.

Bild nicht verfuegbar

Als nächstes wird das Peltier mit einer Kerze oder einem feuerzeug eingerußt. Ein Feuerzeug ist besser, weil im Ruß der Kerze Wachs sein kann, welches reflektiert und somit später die Empfindlichkeit des Messgerätes herabsetzt. Auf dem folgenden Bild ist die Rußschicht viel zu dünn. Das Peltier schimmert an einigen stellen noch durch.

Bild nicht verfuegbar

Da schon ein kleiner Luftzug genügt um die "Warmseite" des Peltiers zu kühlen, sollte noch ein Schutz herumgebaut werden.
Ich habe mich da für ein Metallrohr entschieden, welches ich noch schwarz lackiert habe.

Bild nicht verfuegbar

Nun muss noch der Elektronische Teil zusammengebastelt werden:

Bild nicht verfuegbar

Nun kann es ans Kalibrieren gehen.
und da kommen die SMD-Widerstände ins Spiel: Die Widerstände werden mit einer Bestimmten Spannung durchflossen, welche sich nach der Formel U^2/R in eine Wärmeleistung umwandelt. Somit kann man das Messgerät sehr einfach kalibrieren.

Hier mal ein paar Zahlen zum Kalibrieren:

- 0,9V = 10mW
- 1,4V = 25mW
- 2,9V = 100mW
- 6,3V = 500mW
- 8,9V = 1000mW

Man sollte von vorne herein die Werte um 4 Prozent höher einstellen, da ja ein gewisser Teil der Laserstrahlung von Ruß reflektiert wird.


Das Messgerät hat zwei verschiedene Teiler (1 und 3), welche nur benutzt werden können, wenn man ein Drehspulinstrument mit einer Doppelskala verwendet. Verwendet man ein digitales Instrument oder ein Multimeter, so kann man nur einen der Teiler verwenden.

Wird das Messgerät verwendet, so sollte man es tunlichst vermeiden den Kühlkörper zu berühren, da dies das Messergebnis verfälschen kann. Ist er von anfang an wärmer oder kälter als die andere Seite des Peltiers, so muss man warten, bis der Unterschied wieder ausgeglichen ist, bevor man das Messgerät benutzt.

Ich finde, das Messgerät ist sehr einfach zu bauen und zu bedienen. Es ist sehr kostengüstig und zugleich sehr präzise. In der richtigen Umgebung ist es sogar möglich Werte von 1mW exakt zu messen!

Hier ist ein Test mit einem HeNe-Laser, welchen ich von meiner Schule bekommen habe:

Bild nicht verfuegbar

Der Laser hat eine Leistung von 1,4mW. Das Multimeter zeigt 14 an, weil ich das auf 100µA und nicht auf 10µA bezogen habe.

Sollte sich jemand dazu entschließ dieses Gerät zu bauen, wünsche ich ihm viel Spaß dabei!!!

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