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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperatursensor Übertragungsfaktor


Autor: Christan K. (rumpi)
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Hallo,

ich möchte den Übertragungsfaktor von einem Temperatursensor und einem 
µController bestimmen.

Bei dem Temperatur Sensor würde ich k = Spannung [V] / Temperatur [°C] 
rechnen.

Bei dem µController würde ich k = Spannung [V] / Bitzahl rechnen.

liege ich da richtig?

Viele Grüße

Autor: Jannis C. (kabelwurm)
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Hallo,
erstmal was ist das für ein Sensor?
Und wie wird dieser angeschlossen?
Gruß Jannis

Autor: Christan K. (rumpi)
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Das is ehr eine theoretische Frage, also die Frage ist, ob es für die 
Lösung einen generellen Ansatz gibt, wie ich den z.B. geschildert habe.

Also z.B. wenn ich einen 8 Bit Controller nehme der Spannungen von 
0...5V umsetzen kann ob dann z.b. der Übertragungsfaktor 256 / 5V = 51,2 
ist.

Weiß jetzt nicht ob man Eingangssignal / Ausgangssignal rechnen muss 
oder Ausgangssignal / Eingangssignal. Bzw ich weiß nicht ob man so 
überhaupt rechnen kann :)

Viele Grüße

Autor: Jannis C. (kabelwurm)
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Hallo,
vom Prinzip her müsste das so funktionieren, wenn du den Wert vom ADC 
durch den maximale Wert teilst. Hängt aber auch vom Sensor ab.
Gruß Jannis

Autor: Christan K. (rumpi)
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Und wie genau also Ausgangsgangssignal durch Eingangssignal oder 
Eingangssignal durch Ausgangssignal?

Viele Grüße

Autor: Guru (Gast)
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Vielleicht habe ich da ja eine Bildungslücke, jedenfalls ahne ich nicht 
was Du ausechnen willst:

Was ist der "Übertragungsfaktor" im Zusammenhang mit AD-Wandlern?

Aus der Definition sollte sich ermitteln lassen, wie Du rechnen musst.

Autor: Christan K. (rumpi)
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Mit Hilfe der Übertragungsfaktoren kann man den über die 
Eingangsspannung abgebildeten binären Wert in die Temperatur umrechnen.

Viele Grüße

Autor: Jannis C. (kabelwurm)
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Hallo,
Bei einer Zuordnung die hier vorliegt heißt der Faktor, denn dun meinst 
Proportionalitätsfaktor. Den berechnet man, indem man die Zugeordnete 
Größe y durch die Ausgangsgröße y teilst.
== y/x=q
Auf dich angewendet: Du ordnest einer Spannung eine Temperatur zu.
Temperatur/Spannung = Dein Faktor.
Damit das im Programm funktioniert musst du entweder einen Faktor fest 
einprogrammieren oder baust eine Kalibrierung mit ein.
Gruß Jannis

Autor: Christan K. (rumpi)
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Ok,

Vielen Dank für die schnellen Antworten.

Werde das gleich mal ausprobieren


Viele Grüße

Autor: Guru (Gast)
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Tatsächlich 'ne Bildungslücke. Ich hatte zwar gestern schon gegoogelt 
aber nur was mit Bezug auf Bode-Diagramme gefunden.

Was gemeint ist, habe ich schon oft berechnet aber nicht mit Namen 
gekannt.

Es wird berechnet in welchem Maß die gemessenen physikalische Grösse die 
Ausgangsgrösse verändert. Demgemäß muss die Ausgangsgrösse durch die 
Eingangsgrösse geteilt werden. Sie werden ermittelt, in dem man mit 
einem Referenzmessgerät die Messgrösse und gleichzeitig die 
Ausgangsgrösse des Sensors misst. (Diese Daten liegen uns hier nicht 
vor).

In diesem Fall scheint die Sensor-Ausgangsgrösse eine Spannung zu sein.

Man kann die Rechnung fortsetzen und errechnen welchen Einfluss die 
Eingangsgrösse auf den AD-Wandler-Wert hat.

Dennoch ist das ganze nichts als schlichte Division. Nicht weiter 
schwierig oder kompliziert, denke ich.

Sei
der Übertragungsfaktor, der die gemessene Grösse
und
mit der Ausgangsgrösse
verbindet, dann ist


Nun zu der Relation zwischen dem AD-Wandler-Wert und der gemessenen 
Grösse.
Dafür spielt die Auflösung und der Referenzspannungswert eine Rolle.

Sei
die Höhe der Referenzspannung
und
die Anzahl der Bits
so ist die Spannung pro Bit

Um nun die Temperatur pro Bit zu berechnen muss der Umrechungsfaktor für 
die Spannung pro Bit durch den "Übertragungsfaktor" geteilt werden.

Dabei muss vom allgemeinen Fall der Relation von Sensorausgangsspannung 
und der Temperatur zu einem speziellen Fall übergegangen werden, der aus 
dem Datenblatt des Sensors entnommen werden kann und angibt bei welcher 
Nenntemperatur welche Nennspannung am Sensorausgang anliegt.

Sei
die Nenn-Ausgangsspannung und
die dazugehörige Nenn-Temperatur,
sowie
der Übertragungsfaktor des Sensors bei den Nennwerten
so gilt für den Übertragungsfaktor der Temperatur auf die Binärwerte,

Daraus lässt sich ablesen:
1. Je höher die Nenn-Ausgangsspannung ist, desto niedriger ist die 
Auflösung in Bit pro °C.
2. Je höher die Nenn-Temperatur ist, desto höher ist die Auflösung in 
Bit pro °C.

Um nun zu einem gegebenen AD-Wandler-Wert die Temperatur auszurechnen 
multipliziert man ihn mit UT.

Man kann das ganze natürlich, wie Jannis, auch mit den Kehrwerten 
machen, kommt aber dann am Ende auf eine Division durch den 
AD-Wandlerwert.

Autor: Guru (Gast)
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Ich erwähne das mit der Division, weil es oft schneller geht zu 
multiplizieren als zu dividieren.

Der Term für UT ist nämlich konstant und kann zur 
Kompilierzeit/Assemblerzeit ausgerechnet werden. Dann bleibt nur noch 
die Multiplikation.

Selbst wenn der Sensor zur Laufzeit kalibriert wird, dann muss zwar auch 
Dividiert werden, aber nur jeweils einmal zur Kalibrierung und nicht zu 
den üblicherweise häufigeren Zeitpunkten der Messung.

Autor: Guru (Gast)
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Hier habe ich mich falsch ausgedrückt.

>1. Je höher die Nenn-Ausgangsspannung ist, desto niedriger ist die
>Auflösung in Bit pro °C.
Ein Bit Unterschied bedeutet weniger Temperaturunterschied. Die 
Auflösung ist dann natürlich höher.

2. Je höher die Nenn-Temperatur ist, desto höher ist die Auflösung in
Bit pro °C.
Ein Bit Unterschied bedeutet mehr Temperaturunterschied. Die Auflösung 
ist natürlich niedriger.

Sorry.

Autor: G a s t (Gast)
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Damit da sinnvolle Zahlen rauskommen, mußt du noch auf die Lage des 
Nullpunktes achten. Am einfachsten mißt du mit deinem Temperatursensor 
bei zwei bekannten Temperaturen und rechnest dir dann die 
Gradengleichung z.B. mit einer Tabellenkalkulation aus.
Wenn du dann mit den Kalibierwerten vom Sensor und der 
ADC-Referenzspannung nachrechnest, sollten dabei so ähnliche Werte 
rauskommen.

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