Hallo zusammen, ich möchte gerne Temperaturen im Bereich von: -50°C bis +350°C zur Not auch -40°C bis +300°C messen können (Für Kfz-anwendung). Die Sensorik soll dabei an einen µC angeschlossen sein, der die verarbeitung übernimmt und in einem Datenspeicher abspeichert. Da das ganze mit Batterie betrieben werden soll, dürfen die Temperatursensoren nur wenig Strom verbrauchen. Bisher habe ich leider keine Digitalen ICs gefunden, die diesen Temperaturbereich abdecken. Die meisten gehen von -40°C bis 125°C. Schön wäre es schon ICs im Bereich -40°C/+300°C zu bekommen, die einen 1-shot-modus bereitstellen und danach weider in einen power-save-modus wechseln. Kennt da jemand vielleicht welche? Eine weitere möglichkeit wären Thermoelemente des Typs T, da diese den geforderten Temperaturbereich abdecken. Aber ich habe dazu keine Verarbeitungs-ICs gefunden. Kennt da jemand vielleicht welche? Ein PT100 würde den Bereich auch abdecken, allerdings weiß ich nicht, wie ich das ganze an den µC anschließen soll. Im Forum habe ich schon einige Vorschläge mit OPVs gesehen, aber da scheint es so zu sein, dass der Stromverbrauch relativ hoch ist... Die Genauigkeit der Temperaturmessung sollte bei 1Kelvin oder 1,5Kelvin liegen. Ausserdem sollte das ganze EMV-stabil sein, da ich ja im Automobil messen möchte. Vom Schaltungslayout bezüglich EMV kenne ich mich schon einigermaßen aus. Wenn jemand tipps für mich hat, würde ich mich freuen. Grüße, Michael
Für PT100 oder PT1000 gibts fertige Mess-ICs, such mal bei Analog Devices oder anderen üblichen Verdächtigen. Weiß aber nicht wie stromsparend die sind. Zur Not per Transistor an/ausschalten. ICs die von sich aus 300°C messen können gibt es nicht, da das der Chip nicht aushält.
PS: Für Thermoelemente sollte es wie für PT100(0) spezielle ICs im Prinzip Thermoelement-rein-Spannung-raus geben.
Ein Stromspar ADC kann das. Thermoelemente & PT1000 sind so kein Problem.
Hier wurden schonmal welche vorgeschlagen: Beitrag "Temperatursensor mit Two-Wire Interface bis 300°C"
Servus, also zwei Sachen verstehe ich nicht ganz. 1. Warum muss der Temperaturbereich so hoch sein? Wo genau willst du das Teil im KFZ einsetzen? 2. Warum soll das ganze Batteriebetrieben sein? Das Einsatzgebiet soll doch im KFZ sein. Da hast du Leistung wie Heu. Du wirst wohl um eine AD-Wandlung nicht drum herum kommen, wenn du analoge Sensoren, wie einen PT1000 oder ein Thermoelement verwendest. Beide ändern, abhängig von der Temperatur, ihren Widerstand, welchen es zu messen gilt. Also würde ich einen konstanten Strom durch den Sensor treiben und die Spannung über diesem messen, welche eventuell verstärkt, im µC ad-gewandelt verarbeitet werden kann. Ob du die Genauigkeit über den kompletten Temperaturbereich erreichst, wage ich jetzt mal zu bezweifeln. Gruß
Schau dir mal den Tiny26 an! Der kann differenziell messen. (fürne Brücke sehr sinnvoll) Außerdem kann er das Eingangssignal mit Faktor 20 verstärken. (man braucht uu keinen Messverstärker) Tip: mimm einen PT1000, bei dem hast Du schon gewaltige Spannungsänderungen bei kleinen Meßströmen. Z8
Hallo Leute, vielen Dank erstmal für die ganzen Rückmeldungen, dasging schneller als ich gedacht habe ;) @Daniel: Ich möchte einen Sensorcluster im Rahmen meines Studiums entwickeln, das Daten wie Temperatur, Feuchte, Vibration, etc erfasst und speichert. Meine fertige Platine soll dann anstelle anderer Platinen im Kfz (zB der ABS-Platine) eingebaut werden und die dortigen Bedingungen aufzeichnen. Die platine soll autark arbeiten können. Darum war die idee einen Akku zu verwenden, damit man nicht jedes mal die Stromversorgung verkabeln muss. Natürlich hat jede im kfz eingesetzte Platine auch einen eigenen Stromanschluss, nur leider gibt es die vorgabe, dass die elektronik des Autos im stillstand(motor aus) nie mehr als 50mA verbrauchen darf. Da käme dann der akku ins spiel, der im kfz-Stillstand die stromversorgung übernehmen soll. Der Temperaturbereich darum, weil ich evtl auch die Motortemperatur aufnehmen möchte, ohne dabei die Sensorik des autos anzuzapfen. @ Sascha: vielen Dank für die Tipps. Mit thermoelementen habe ich schon mal gearbeitet. Da hatte ich den MAX6675 im einsatz, der die temperatur digital ausgibt. Hat super geklappt. Nur leider habe ich keinen Ic gefunden, der auch negative temperaturen in Verbindung mit Thermoelementen umwandeln kann. Wenn da jemand einen parat hätte, würde ich den sofort nehmen ;) Vielen Dank soweit an Alle!!
ach ja im vorigen post ist ein pdf im anhang, wie erfolgreich eine Temperaturmessung mit einem PT100 an einen µC angeschlossen wurde. Dabei werden nur ein LM317 als gleichstromquelle und ein LM324 als Verstärkerschaltung eingesetzt und an den analogen eingang des µC gesetzt. Was haltet ihr von der Lösung? Grüße
Für alle die es in dieser Thematik auch interessieren könnte: Maxim bietet einen IC an, an den zwei Pt200 angeschlossen werden können. Die ICs werden dann einfach an einen AD-Eingang eines µC angeschlossen, ohne dass noch zusätzliche Bauelemente für die Messung benötigt werden. Der IC arbeitet bei temperaturen im Automotivebereich (-40°C bis +125°C). => MAX6603 Grüße, Michael
Die Lösung mit LM317 ist ein ziehmlicher Murks. Besser ist da eine einfache Brücke die von den 5 V gespeißt wird und ein Differenzverstärker. So werden wenigstens Widerstände mit Widerständen vergleichen und nicht mit dem Verhältnis von schlechten Spannungs- und Strom-referenzen. Wenn man es richtig macht sollte ein OP Ausreichen. Wenn die Leitungen lang sind dann halt ein PT1000 statt PT100. 1 K Genauigkeit ist möglich, aber nicht gerade einfach ohne Kalibrierungsmessung.
Verstehe ich das richtig: Du willst die Temperatur einer Platine messen, auf der unter anderem dein uC sitzt, und forderst da einen Temperaturbereich bis 300 GradC ? Wozu ? Der uC ist eh nur bis 125 GradC spezifiziert, und auch und gerade Flash-Speicher wird bei 300 GradC seinen Inhalt verlieren. Bei 300 GradC braucht es einen abgesetzten Sensor, am preiswertesten und einfachsten zu verwenden dürfte der M87 von Epcos (bei Conrad) sein. Als NTC ändert er seinen Widerstand von 30 Ohm bis auf 380kOhm, das ist problemlos direkt in einen A/D-Wandlereingang einlesbar per Spannungsteiler oder Konstantstromversorgung. Wenn du allerdings wirklich mit abgesetzten Sensoren am Auto messen willst, solltest du auch welche nehmen, die robust genug sind. Nicht ohne Grund misst BMW die Öltemperatur nicht mit dem M87, sondern einem robust-in-Edelstahl-Gewinde-mit-gummigedichtetem-Stecker-NTC-für-ganz-vi el-Geld. Ist ein NTC (mit 10% Widerstandstoleranz) ausreichend, um auf 1K genau messen zu können ? Ja, du musst aber kalibrieren, also aufschreiben, bei welchen bekannten Temperaturen er welchen Widerstand hat bzw. welcher Wandlerwert an deinem A/D-Eingang entsteht. Allerdings ist dieser Wert nicht linear von der Temperatur abhängig, du hast also entweder eine höhere Auflösung in einem Bereich, oder musst extern linearisieren. Bloss ein parallel geschalteter Widerstand reicht zum Linearisieren bei deinem gewünschten Temperaturbereich nicht, da braucht man wohl eine OpAmp-Schaltung. Die genannten ICs, LM317 und LM324, sind allerbilligst und als Messgerät nicht zu verwenden, die haben ja schon Toleranzen jenseits von gut&böse, das wäre Kinderkram. Zum Batterie-Strom-sparen kannst du die (Stromversorgungsquelle) des NTC ausserhalb der Zeit in der nicht gemessen wird per Transistor abschalten. ICH würde bei abgesetztem Sensor im Auto aber auch zum PT100 raten, denn da gibt es viele Bauformen fertig mit Kabel und Stecker, und die Schaltungen, um deren Widerstandswert linearisiert in eine Spannung umzusetzen, die der uC messen kann, sind reichlich vorhanden. Wenn du Batteriebetrieb vor hast, empfiehlt sich der MSP430, dort gibt es auch welche mit 16 bit sigma delta A/D-Wandler für Messzwecke, und, trara, eingebautem Temperatursensor (natürlich nur im sinnvollen Temperaturbereich, so von 0 bis 85 GradC).
Hallo MaWin, du hast schon recht, der µC soll diese Temperatur (300°C) natürlich nicht aushalten, das klappt nicht. Die verwendeten ICs sollen aber in einem möglichst großen Temperaturbereich arbeiten können. Ich hatte da an den automotive-Temperaturbereich gedacht(-40°C bis +125°C). Um die 300°C zu erfassen werde ich natürlich mit Remote-Sensoren Arbeiten. Vielen dank für die info zu den billigst-ICs. Da kenne ich mich nicht so gut aus, darum bin ich dir über die Infos sehr dankbar. Ich werde mir deine Vorschläge heute genauer anschauen. Die Genauigkeit auf 1K genau zu messen ist wohl eine Wunschvorstellung, die sich im Bereich von -40°C bis 300°C scheinbar nicht leicht realisieren lässt. Dafür danke an alle Antwortschreiber, so weiß ich zumindest womit ich es zu tun habe. Was hälst du von dem MAX6603? Er wäre eine unkomplizierte Lösung zwischen µC und PT200. Leider ist die Genauigkeit (±13.3K im Bereich von -40°C/+400°C bei VCC=3V) nicht wirklich bei 1K ;) Den ganzen IC könnte ich aber auch per Transistor ein-/ausschalten. Was genau meinst du mit extern linearisieren? Kann ich nicht Im µC per Software linearisieren? Zum Beispiel so: Wenn ich den Gesamten Temperaturbereich (-40°C/+300°C) unterteile und jeden Teilbereich kalibriere (in der Software), lässt sich dann eine höhere Genauigkeit erreichen? Vielen Dank soweit!
Michael T. schrieb: > Hallo MaWin, > > du hast schon recht, der µC soll diese Temperatur (300°C) natürlich > nicht aushalten, das klappt nicht. Die verwendeten ICs sollen aber in > einem möglichst großen Temperaturbereich arbeiten können. Ich hatte da > an den automotive-Temperaturbereich gedacht(-40°C bis +125°C). Falls der Microcontroller noch nicht feststeht: ADuC847/848 8052er mit internem Flash (62 kiB + 4 kiB Data Flash), 16/24-Bit ADC und Stromquellen etc.pp. D.h. alles, was für die Auswertung von PT100/PT1000, Thermoelementen gebraucht wird, ist integriert (und für den Automotive-Temperaturbereich spezifiziert). > Was genau meinst du mit extern linearisieren? Kann ich nicht Im µC per > Software linearisieren? Zum Beispiel so: Doch, das ist das eigentlich übliche Vorgehen. Externe Linearisierungen macht man eigentlich nur noch, wenn man keinen ADC/Microcontroller in der Schaltung hat. > Wenn ich den Gesamten Temperaturbereich (-40°C/+300°C) unterteile und > jeden Teilbereich kalibriere (in der Software), lässt sich dann eine > höhere Genauigkeit erreichen? > > Vielen Dank soweit!
> Was hälst du von dem MAX6603? Nichts. Die wirklichen Probleme mit Präzisionsmessungen beim RTD (Selbsterwärmung, Thermospannungen) löst er nicht, und er ist nur für den eher ungewöhnlichen Widerstandswert von 200 Ohm statt 100 verwendbar und nur sinnvoll wenn man den vorgegebenen Temperaturbereich ganz ausnutzt, und einen Verstärker mit Faktor 5 (oder besser 10) würdest du auch mit einem ordentlichen OpAmp hinbekommen (nicht dem LM324). Bei ausreichendem A/D-Wandler (empfindlicher Differenzeingang) braucht man gar keinen Verstärker, nur eine (einschaltbare) Konstantstromquelle (nicht gerade LM334, die ihrerseits eher ein Temperatursensor als eine Konstantstromquelle ist), bei den genannten uC sollte das mit deinen Ansprüchen (1K) gerade noch gehen, sonst wäre ein externer Differenzverstärker mit lineare Verstärkung notwendig, und nur wenn die A/D-Wandlung knapp wird (10 bit oder so) und man die unlineare Auflösung nicht haben möchte, muss man vor Quantisierung linearisieren.
ZMD hat mit dem ZMD21013 ein ähnliches IC im Angebot.
Angehängte Dateien:
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_C-PT1000.png
9 KB
Hallo zusammen, so langsam wirds ernst, ich habe mich jetzt nochmal eingelesen und fand den Beitrag von ARc net sehr interessant. Bisher sieht es folgendermaßen aus: ich werde mir einen µC suchen, der eine 1mA Konstantstromquelle bereitstellt. Versorgungsspannung werden 2,5V sein. Vref des ADC soll dann ebenfalls 2,5V sein. Geht das überhaupt? Außerdem möchte ich ein PT1000 verwenden oder ein PT100, dann muss aber der ADC einen Verstärkungsfaktor von 10 haben. Der Messbereich sollte zwischen -60°C und +350°C sein. mit den Widerstandswerten des PT1000 ergeben sich bei einem Konstantstrom von 1mA die Spannungen 0,78V (-60°C) und 2,3V (+350°C). Bei einem 10bit-ADC ergeben sich bei Vref=2,5V folgende Werte: Für -60°C: ADCwert= 0,78V * 1024 / 2,5V = 319,488 Für +350°C: ADCwert= 2,3V * 1024 /2,5V = 942,08 delta ADC = 623 delta Temperatur = 410K => Auflösung = 410K / 623 = 0,658K Stimmt die Rechnung? Die Auflösung würde mir nämlich reichen. Wenn ich das PT1000 mit Vierleiterschaltung anschließe, wie würde das dann aussehen? Ich habe bisher viele Schaltungen gesehen, die diverse OPamps verwenden. Ich würde aber gern (wie Arc net vorgeschlagen hat) das PT1000 direkt an den µC hängen. von den ausgegebenen Spannungspegeln müsste das ja funktionieren. Wie würde das konkret aussehen? Ich habe dazu im Anhang ein PNG erstellt, so wie ich es bisher verstanden habe. Ist das soweit in Ordnung? Grüße, Micahel
Bei einem PT1000 mit 1mA -> 1mW. Ich halte die Selbsterwärmung für zu hoch. 1mA ist die klassische Speisung für einen PT100. (0,1mW) PT1000 würde ich mit 250uA beaufschlagen. (0,0625mW) Unterschätz die Selbsterwärmung nicht. So toll ist die thermische Anbindung des Sensors nicht. Auf der anderen Seite wirst Du bei einer Verschiebung der Messstelle, selbst bei massiven Aluminiumkonstruktionen schon erhebliche Temperaturunterschiede feststellen können. Die Frage ist also, wie präzise muss es wirklich sein. Und wie vertrauenswürdig muss der Messwert tatsächlich sein. Mit Deiner Berechnung kann ich ehlich gesagt nicht viel anfangen. Es ist lediglich eine grobe Abschätzung des Eingangssignals für den ADC.
Angehängte Dateien:
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CCS__Analog_Devices_.png
600 KB
Also, der µC (R5F2122CKFP von Renesas) steht jetzt fest und er hat leider keine konstantstromquelle. Ich würde mir daher eine Konstantstromquelle wie im Anhang vorgeschlagen selber bauen. Der dort verwendete OPV kann leider nur bis 85°C betrieben werden. Ich suche aber einen vergleichbaren OPV der bis 125°C betrieben werden kann. Versorgungsspannung wird 3,0V oder 3,3V sein. Vref kann noch angepasst werden, maximal aber 3,0V oder 3,3V. Kennt jemand einen geeigneten OPV für die Konstantstromquelle? Grüße, michael
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