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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Thermoelement: Problem beim messen negativer Temperaturen


Autor: Nino (Gast)
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Hallo zusammen,


zur Temperaturmessung habe ich folgende Schaltung aufgebaut:

http://www.emesystems.com/images/thc4/thc4scm.gif

http://www.emesystems.com/OL2therm.htm


Auf den Multiplexer (CD4052) habe ich verzichtet und das Thermoelemt 
direkt an den AD595 angeschlossen. Das Thermoelement ist mit der Masse 
verbunden.


Leider funktioniert die Messung für neg. Temperaturen nicht. Die 
Spannung am Ausgang des AD595 geht max. bis zur Spannung der des 
"psuedo-ground" zurück (0,25V). Eigentlich sollte die Spannung aber auf 
0v für Temp.  <= -25°C zurück gehen.

Ich messe die Spannung direkt am AD595 und nutze nicht wie in der 
Vorlage den OP des LM10CN.

Hat jemadan einen Idee woran das liegen könnte.


Gruß

Nino

Autor: Der Fühler (Gast)
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Ich habe nicht...
und auch nicht...

Was denkst du, wofür es einen Offset-adjust gibt?

Autor: Nino (Gast)
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Der LM10 enthält zwei Funktionsgruppen. Einen reinen OP und die "Voltage 
Reference". Da ich keine Verstärkung des Signals direkt ab (an PIN 8/9 
des AD595). Den Offset/"virtual ground" nutze ich schon (an PIN 4 des 
AD595).

Anderes als um zugehörigen Text komme ich aber nich auf die 0 Volt 
runter (und damit in den Bereich der neg. Temp) sonder max. auf die 
eingestellte Offset-Spannung.

Dadurch habe ich aber nicht den Messberich erweiter(um auch neg. Temp. 
messen zu können), sondern ihn legentlich nach oben verschoben.

Oder sehe ich das falsch?

Autor: Nino (Gast)
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Der LM10 enthält zwei Funktionsgruppen. Einen reinen OP und die "Voltage 
Reference". Da ich keine Verstärkung des Signals möchte, greife ich das 
Signal direkt ab (an PIN 8/9 des AD595). Den Offset/"virtual ground" 
nutze ich schon (an PIN 4 des AD595).

Anderes als um zugehörigen Text komme ich aber nich auf die 0 Volt 
runter (und damit in den Bereich der neg. Temp) sonder max. auf die 
eingestellte Offset-Spannung.

Dadurch habe ich aber nicht den Messberich erweiter(um auch neg. Temp. 
messen zu können), sondern ihn legentlich nach oben verschoben.

Oder sehe ich das falsch?

Autor: R. W. (quakeman)
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Zeig doch mal deine Schaltung, denn vermutlich liegt es an einem Fehler 
in dieser.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Was spricht dagegen, das Thermoelement direkt(oder mit Multiplexer) an 
den ADC zu haengen. Ein moderner ADC kann das. Ich mach das immer so.

Autor: Nino (Gast)
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Ich würde gerne neg. Temp = neg. Spg. messen. Der ADC der ATmegas kann 
das nicht. Oder täusche ich mich da

Autor: Nino (Gast)
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So sieht meine Schaltung aus.

Das Thermoelement hängt zwischen Pin 1 und Pin 14. Gemessen wir an Pin 
8.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Na. Man muss das Thermoelement natuerlich einseitig mit einem 
Spannungsteiler auf eine positive Spannung heben und diesen Punkt an den 
- Eingang geben, den + Eingang an das Thermoelement. Der ADC der Megas 
ist nicht passend. da fehlen ein paar Bit. Ich verwend da jeweils einen 
20..24bit Wandler.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Falls man mit dem MegaADC arbeiten will, so braucht man einen 
Verstaerker, wie den LTC2053. Da die Thermospannung negativ wird, muss 
man die Bezugsspannung positiv ansetzen.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Zur schaltung Untitled... was soll der 200 Ohm an pin 4 ? Ein bisschen 
Strom runterlassen ?

Autor: Nino (Gast)
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Aber der AD595 ist doch ein Verstärker?!

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ja. Das habe ich auch grad gesehen. Den 200 Ohm wuerd ich aber 
weglassen, der bringt nichts. Der LM10 macht einen Temperaturoffset an 
Pin4 des 595, oder so. Irgendwie sollte es so gehen. Das 595er 
datenblatt enthaelt sehr viel...

Autor: Bensch (Gast)
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> Ich würde gerne neg. Temp = neg. Spg. messen. Der ADC der ATmegas kann
das nicht. Oder täusche ich mich da

Es gibt keine negativen Temperaturen.

Autor: Nino (Gast)
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OK ... dann negative Werte auf der emprischen Temperaturskala in °C.

Autor: Bensch (Gast)
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Das sollte ein Denkanstoss sein, hat aber offensichtlich nichts 
genutzt....

Autor: Nino (Gast)
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Scheinbar nicht ...

gibt nich so leicht auf! ;-)

Autor: Der Fühler (Gast)
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Hat die Schaltung auch eine negative Spannung?
So wies ausschaut gibts nur +5V und Common.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Nein, nein, nein. Das Thermoelement bringt zwar eine negative Spannung, 
das soll nach dem Versterker aber innerhalb des ADC Bereiches sein. Das 
ist insofern kein Problem, wenn man den Nullpunkt zB nach +200mV 
verschiebt. Ein Instrumentenverstaerker, wie der LTC2053 kann bezueglich 
einer einstellbaren Spannung verstaerken. der 595 kann das scheinbar 
auch, wenn man denn das Datenblatt anschauen wuerde. Dann am ADC nimmt 
man den Mode mit Differentialeingang. Den - Eingang legt man auf die 
Offsetspannung, hier 200mV, und den + Eingang auf das verstaerkte 
Thermoelement.

Autor: Der Fühler (Gast)
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So lautet der Text auf dem grünen Blatt:

> "The reference amplifier in the LM10CN provides a pseudo-ground for
 > operation of the AD595 below freezing, with a single ended A/D 
converter.
 > The reference it provides an offset of about 0.25 volts, or -25°C.

Bei dieser Spannung hast du Frostwetter.

 > This can be trimmed for other offsets, so long as it is greater
 > than 0.2 volts. An alternative is to connect pin 4 directly to 
common,
 > so the offset is zero, or 0 °C."

 >> 0v für Temp.  <= -25°C  so wie du möchtest, gibt es DANN nicht.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Doch. Man kann doch auf 0.3V, entprechend 30 Grad gehen.

Autor: Nino (Gast)
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Laut Datenblatt braucht man eben eine negative Versorgungsspannung neg. 
Temp. messen zu können.

"With a negative supply the output can indicate negative tem- peratures 
and drive grounded loads or loads returned to positive voltages."

Aber das ist in Bsp.-Schaltung nicht der Fall. Darum ist mir auch nicht 
klar wie das ganze funktionieren soll.

Autor: Der Fühler (Gast)
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Einmal beziehst du dich auf:
--> (http://www.emesystems.com/OL2therm.htm).
Aber dann übernimmst du die Schaltung nicht vollständig und wunderst 
dich,
daß dein Wunsch nicht in Erfüllung geht.
Und jetzt hättest du plötzlich eine original Datebblatt-Schaltung 
lieber.
Fragst du gleich warum an pin 8/9 die Ausgangsspannung zu früh am Ende 
ist?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ich denke es muesste gehen bei der obigen Schaltung, AD595.png, die 
Speisung an (GND, 5V) zu legen und den Common auf 300mV.

Autor: Nino (Gast)
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@ Verschneiter Tag:
Genau - das ist ja auch was in dieser Schaltung gemacht wird:
http://www.emesystems.com/images/thc4/thc4scm.gif

Für negative Temp. sollte die Spannung an Pin 8/9 ja dann unter die 
300mV gehen, oder? Tut sie aber nicht!


@Der Fühler:

Ich habe den Verstärkerschaltung weggelassen da ich erstmal keine 
verstärkung brauch. Benötige ich diese um neg. Temp. messen zu können? 
Ich denke nicht, aber ich lasse mich gerne(!) eines besseren belehren.

Zudem habe ich noch den Multiplexer weggelassen da ich nur ein 
Thermoelement anschließen möchte.

Die Schaltung AD595 stammt aus dem Datenblatt und war einen Reaktion auf 
den Beitrag

"der 595 kann das scheinbar auch, wenn man denn das Datenblatt anschauen 
wuerde."

Autor: Nino (Gast)
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Kann es sein das die Schaltung schlicht und ergreifend nicht geht um man 
Temp. <0°C eben nur mit neg. Versorgungsspannung an Pin 7 erreichen 
kann?!

Autor: Der Fühler (Gast)
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> offset an pin4 is 0.25 volts, or -25°C.  MINUS!!!
 > offset an pin4 is zero, or 0°C.

Warum begreifst du nicht, daß beim Erzeugen einer Offsetspannung keine 
zusätzliche negative Spannungsversorgung notwendig ist?

Hast du eine Klimakammer für den Fühler?

 > Das Thermoelement ist mit der Masse verbunden.
   Also hoffentlich so wie im Schaltbild mit 2 Widerständen?

Erzähl doch mal was du am Ausgang pin8,9 misst, bei welcher 
Fühler-Temperatur, mit welchem Offset, mit was für einem Fühler.

Autor: Nino (Gast)
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Mit einem Offset von 250 mV messe ich an Pin 8,9 beim Raumtemp. ~470mV.
Der Wert ist plausibel.

Wenn ich das Thermoelemt mit Kältespray besprühe geht die Spannung auf 
250mV runter - eben auf die Offsetspannung. Weiter runter geht sie 
nicht.

Das Kältespray kühlt auf -50°C ab, gemessen habe ich diese mit einem 
Multimeter mit Thermoelement-Eingang.

Autor: Nino (Gast)
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Die Widerstände sind am Thermoelemt angeschlossen.

Autor: Nino (Gast)
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