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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PT1000 4Leiter Verstärkerschaltung


Autor: bytzmaster (Gast)
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Hallo und guten Abend!

Ich habe bereits in der Forensuche gesehen, das es etliche Themen dazu 
gibt. Es wurden viele Schaltungen gepostet und auch viele Links. Leider 
sind einige der Links nicht mehr verfügbar und meine 
Elketronikkenntnisse sind, sagen wir mal "mau". Kurz um ich komm damit 
nicht klar. Ich bin eher in der Programmierebene zuhause.

Also was suche ich?

Eine Schaltung die mir meinen PT1000 4 Leiter Anschluss(der schon 
bestellt ist) eine verwertbare Spannung liefert.
Sprich am Ausgang 0.00V-5.00V.

Welche Anforderung stelle ich an diese Schaltung?
- Nun möglichst genau sollte sie sein(0.1°C(evtl zu hoch gegriffen) - 
0.3°C sollten drin sein).
- Geld spielt nicht so die Rolle
- Das heisst es können schon hochwertige Bauelemente sein(sollte sich 
aber noch in Grenzen halten)

Wo gehe ich damit hin?
- die 5V gehen an eine MAX127

Zum Thema allgemein.
- Bitte keine Abschweifung vom Thema
- Bitte keine "Nach dem Sinn"-Fragen
- Bitte keine "nimm doch den oder den Sensor"...

So nun noch eine GROße BITTE:
- Wenn sich jmd die Zeit nimmt, kann mir der Jenige evtl ein Schaltplan 
mit Bestückungsliste anfertigen? Sonst raff ich das wohl nicht. Wenns 
geht auch ne kurze Beschreibung wie was in der Schaltung funktioniert, 
damit ich auch endlich ma dazu lerne.

Besten Dank schon einmal für Eure Hilfe

Gruß Bytzmaster

Autor: Danke! (Gast)
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Für welchen Temperaturbereich soll 0-5V herauskommen?

300K-500K?

Autor: bytzmaster (Gast)
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Der Temperaturbereich liegt zwischen 15°C-40°C.

Autor: bytzmaster (Gast)
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Ach ja, ich will damit im Wasser messen...Tauchhülse hab ich schon da 
mit Wärmeleitpaste.

Autor: bytzmaster (Gast)
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Um hier mal einen gewissen Anreiz zu schaffen:

Wer mir eine Schaltung anbieten kann die den oben genannten Ansprüchen 
entspricht, bekommt von mir 25€ per Überweisung oder per Paypal.
Die Hälfte gibts sofort, den Rest wenn ich die den Schaltplan habe.

Email:

stephanberard (ät) googlemail.com

Autor: bytzmaster (Gast)
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Mir fällt grad auf, der MAX127 kann auch mit 10V am EIngang umgehen.
ALSO 10V sind dann auch ok.

Autor: ich (Gast)
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Autor: ich (Gast)
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wenn Du die im letzten Beitrag erwähnte Schaltung nimmst, musst Du die 
etwas abwandeln:

ein Pt1000 hat einen empfohlenen Messstrom von 0.1 mA, aus 
http://de.wikipedia.org/wiki/Pt1000 entnehmen wir:

Der Warmwiderstand R eines Platin-Temperatursensors mit dem 
Nennwiderstand R0 lässt sich bei gegebener Temperatur T nach den 
folgenden Gleichungen berechnen:

Im Temperaturbereich zwischen 0 und 100 °C gilt näherungsweise die 
lineare Funktion (Polynom 1. Grades) der Temperatur T (in °C):

    R = R0 · (1 + a · T)
    a = 3,85 · 10-3 / K

den Rest kannst Du anhand der PDF-Datei leicht selber machen

Autor: bytzmaster (Gast)
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Die hatte ich mir gestern auch schon ma angeschaut, allerdings ist die 
für nen PT100 und ich hab leider keine Ahnung wie ich den Strom auf auf 
100mA für den PT1000 begrenzen soll.
Dazu kommt, das ich ja einen 4-Leiter habe...Was ich ja denke ist, das 
ich die 2 Adern an eine externe Stromversorung legen muss?!?!
In diversen Foren ließt man das die OP´s dieser Schaltung nicht genau 
genug seinen?!?!
Ich bräuchte des einfach Idiotensicher zum Nachlöten...hab zwar versucht 
mich mit der Materie zu beschäftigen, allerdings komm ich da einfach 
nicht mehr mit.

Autor: ich (Gast)
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> ich hab leider keine Ahnung wie ich den Strom auf auf
> 100mA für den PT1000 begrenzen soll.

Mit 100 mA grillst Du den Pt1000! Du musst 0.1 mA nehmen, das ist laut 
Datenblatt der empfohlene Messstrom für einen Pt1000 (beim Pt100 sind es 
1 mA), im PDF-File nimmst Du einfach 12.5 kOhm statt 1.25 kOhm nimm am 
besten einen Spindeltrimmer

Autor: ich (Gast)
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wenn Du nicht so voreilig mit dem Pt1000 gewesen wärst, hatte ich Dir 
den TSIC506 empfohlen, der misst auf 0.1°C genau und hat ein digitales 
Ausgangs-Signal, damit hättest Du dir all das gespart.

Autor: bytzmaster (Gast)
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meine 0.1 mA...
Also ich hab mir grad ma mit meinem NAchbarn die PDF noch ma angeschaut.

Er meint nun, meinen 4Adrigen PT1000 klemmich so an wie in der 
Schaltung.
Die 2 andern Leitungen muss ich an einer Externen stabilisierten 
Spannumgsversogung klemmen. und die 0.1 mA erreiche ich wenn ich R1 *10 
nehme...

stimmt das so?

Autor: bingo (Gast)
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> Die 2 andern Leitungen muss ich an einer Externen stabilisierten
> Spannumgsversogung klemmen. und die 0.1 mA erreiche ich wenn ich R1 *10
> nehme...
> stimmt das so?

Du brauchst für einen Pt1000 keine konstante Spannung, sondern einen 
konstanten Strom, das macht der LM317. Wie schon oben geschrieben, nimm 
12.5 kOhm für R1, dann  hast Du 0.1 mA Messstrom. Die Widerstandswerte 
des Pt1000 für Deine Temperaturgrenzen berechnest Du nach der Formel aus 
Wikipedia und den Offset und die Verstärkung der OP-Amps musst Du auch 
noch anpassen.

Autor: bytzmaster (Gast)
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Ok glaube ich habs jetzt etwas verstanden, da ja die Aussage von "ich" 
mit der meines Nachbarn übereinstimmt.
Letzte Frage wenn ich am ausgang ne Spannung von 10 V haben will(mein AD 
ist ja ein MAX127) was müsste ich da machen? den 5V noch ma mit nen OP 
verdoppeln?

Danke für eure Hilfe! Glaub alleine hätt ich das so net gerafft.

Autor: bytzmaster (Gast)
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Hallo Bingo,

bingo schrieb:
> Du brauchst für einen Pt1000 keine konstante Spannung, sondern einen
> konstanten Strom, das macht der LM317. Wie schon oben geschrieben, nimm
> 12.5 kOhm für R1, dann  hast Du 0.1 mA Messstrom.
oh Gott...ICh fang schon an zu schwitzen...
Ich hab grad versucht zu verstehen was du meinst.
meien Frage dazu...wo hin mit den 2 andern Adern von meine PT1000? Wo 
klemm ich die dran.

bingo schrieb:
Die Widerstandswerte
> des Pt1000 für Deine Temperaturgrenzen berechnest Du nach der Formel aus
> Wikipedia und den Offset und die Verstärkung der OP-Amps musst Du auch
> noch anpassen.

Das ist mir schon wieder zu hoch...Ehrlich ich habs grad probiert...aber 
bei mir kommt nix weiter als Schweisausbrüche :D

Könntest du nich.... liebfrag

...Mein Wochenende wäre gerettet!

Autor: bingo (Gast)
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hier werden Sie geholfen: http://de.wikipedia.org/wiki/Vierdrahtmessung

Der Witz der Vierdrahtmessung ist der, dass durch 2 Drähte der Messtrom 
fliesst und über die 2 anderen die Spannung für die Auswertung 
abgegriffen wird. Damit vermeidest Du, dass der Spannungsabfall über den 
Draht, durch den der Messstrom fliesst, als Störgrösse mit gemesen wird.

Autor: bytzmaster (Gast)
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Ach soooo.
Jetzt hab ichs.


Aber was meintest du mit

bingo schrieb:
und den Offset und die Verstärkung der OP-Amps musst Du auch
> noch anpassen.

Kannst mir da bitte noch unter die Arme greifen?

Hatte ja nen Temperaturbereich von 15°C-40°C.
Da ich vorhin noch gemerkt hab, dass mein MAX127 10V am Eingang 
vertragen kann, würde ich gerne den Nullpunkt(sollten ja dann wenn ich 
mich nicht irre 15°C sein) auf 15°C setzen und den Temperatur bereich 
von 15°C-40°C in 10V auflösen.

Ps: das Angebot mit der Kohle von eben steht noch! Das meinte ich ernst 
:D

Autor: Ulirch (Gast)
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Der max127 ist für einen PT1000 keine Gute Wahl. Die bessere Wahl wäre 
ein AD Wandler mit differentiellen Eingängen und einer externen 
Referenz. Damit kann man sich den extra Verstärker sparen und den PT1000 
mehr oder weniger direkt an den AD-wandler hängen. Als Referenz dient 
dann ein möglicht stabiler Widerstand.  Man braucht da zwar etwas mehr 
Auflösung beim AD wandler, aber das spart man beim beim nicht mehr 
benötigten Verstärker bzw. der Brückenschaltung wieder ein.

Mögliche Typen (allerdings mit SPI interface) wären z.B. AD7794 , 
LTC2410. MIt etwas suchen sollte sich auch ein Typ für 12C interface 
finden lassen.

Autor: bytzmaster (Gast)
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Ulirch schrieb:
> Typen (allerding

Ulirch schrieb:
> Der max127 ist für einen PT1000 keine Gute Wahl. Die bessere Wahl wäre
> ein AD Wandler mit differentiellen Eingängen und einer externen
> Referenz. Damit kann man sich den extra Verstärker sparen und den PT1000
> mehr oder weniger direkt an den AD-wandler hängen. Als Referenz dient
> dann ein möglicht stabiler Widerstand.  Man braucht da zwar etwas mehr
> Auflösung beim AD wandler, aber das spart man beim beim nicht mehr
> benötigten Verstärker bzw. der Brückenschaltung wieder ein.
>
> Mögliche Typen (allerdings mit SPI interface) wären z.B. AD7794 ,
> LTC2410. MIt etwas suchen sollte sich auch ein Typ für 12C interface
> finden lassen.

Nun den MAX127 hab ich gestern geschenkt bekommen...und den PT1000 hab 
ich auch schon bei nen Freund bestellt(bekomme den zum 
Freundschaftspreis mit Tauchhülse dazu)

Also die Hardware kann ich jetzt nicht mehr ändern, aber trotzdem danke 
für deine Anwort!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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LM317 Stromquelle mit 0.1mA funktioniert nicht. Der Ruhestrom des LM317 
liegt schon in diesem Bereich.

Autor: Ulirch (Gast)
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Wenn es unbedingt mit dem max127 sein soll, dann bitte den Strom auch 
aus der Referenz des max127 ableiten. Oder andersherum den Strom zur 
Erzeugung einer externen Referenz nutzen, das stört aber die anderen 
Kanäle. Damit bleibt es wenigstens ratiometrisch.  Es reicht auch den 5 
V Bereich zu nutzen der 10 V Bereich des MAX127 hat hier keine Vorteile.

Autor: bingo (Gast)
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> LM317 Stromquelle mit 0.1mA funktioniert nicht. Der Ruhestrom des LM317
> liegt schon in diesem Bereich.

0.1 mA sind der Nennstrom für einen Pt1000, maximaler Betriebsstrom wäre 
1.0 mA, da hat man also Spielraum

> und den Offset und die Verstärkung der OP-Amps musst Du auch
> noch anpassen.

Das ist in der oben bereits erwähnten Doku 
http://son.ffdf-clan.de/misc/uploads/forum/46_PT10... 
ausführlich erklärt.

Dein Konzept ist aber grundsätzlich nicht optimal: wenn Pt1000, dann 
sollte man einen Differenz-ADC nehmen bzw. einen µC, der einen 
differentiellen Analog-Einganh hat oder gleich einen Temperatur-Sensor 
mit digitalem Ausgang. Ich bevorzuge eindeutig die letzte Möglichkeit, 
damit habe ich schon einige Langzeit-Temperatur-Logger gebaut, die 
laufen mit 1 Lithium-Batterie mehrere Jahre.

Autor: Ulirch (Gast)
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den Differenzeingang kann man durch einen externen Verstärker 
nachbilden, das ist kein wirkliches Problem.
Eine relativ einfache Lösung, die für 12 Bit auch noch ausreichen 
sollte, wäre eine einfache passive Brücke, gespeist von der 4 V ref. des 
AD-wandlers, und dazu ein Differenzverstärker (instrumentation Amp.) für 
das Signal. Der  oberen Widerstand an der Brücke wird für 0,1 mA bei 
etwa 40 KOhm liegen.
Wenn man sich an dem kleinen Teil noch stört dann ggf. noch ein Instr. 
Ampl dazu um die Spannung beim Vergleichszweig noch abzuziehen.
Das könnte groß genug sein, um dagegen den Leitungswiderstand zu 
vernachlässigen. Die Spannung am unteren Ende des PT1000 müsste man noch 
mit einem OP Puffern für die andere Seite der Brücke.

Der Aufwand ist mit 1-2 Instrumenten-Verstärkern und einem OP nicht ganz 
klein, vor allem weil man da ggf. Rail-Rail Typen mit DC Präzision 
braucht.

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