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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Konstantstromquelle


Autor: Alexander (Gast)
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Hallo

Also ich will ein Konstantstrom erzeugen, die Schaltung befindet sich
in dieser Seite mit LM317 ist nicht schlecht.

http://www.thesunscreenman.comPt100So

Mein Problem liegt jetzt daran, ich will das über den widerstand R1 1µA
Konstantstrom fliesst was dann den LM317 Regler zerstören würde.
Weiss jemand eine bessere lösung. Danke!

Autor: TravelRec. (Gast)
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Link geht nicht. 1µA Konstantstrom?! Vielleicht dann doch lieber eine
integrierte, temperaturkompensierte Konstanstromquelle nehmen.

Autor: Alexander (Gast)
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Autor: TravelRec. (Gast)
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Und wieso soll jetzt 1µA den Regler zerstören? Ich denke, daß wird
keineswegs passieren. Vielmehr halte ich den 317 bei diesen
Mini-Strömen für viel zu überdimensioniert und insgesamt zu ungenau
(Temperaturverhalten des Serienwiderstandes).

Autor: Alexander (Gast)
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ok du hast recht!

welchen Regler soll ich den nehmen?

Gruss Alexander

Autor: TravelRec. (Gast)
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Weiß nicht, weil noch nicht gebraucht. Guck doch mal im Web nach
"Integrierte Konstanstromquelle" oder "integrated current source",
vielleicht haben andere Forummitglieder auch noch gute Tips. Wofür
brauchst Du denn die 1µA (Neugier....)?

Autor: Unbekannter (Gast)
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Bei 1 uA kannst Du die Konstantstromquelle bedenkenlos diskret aufbauen.

Autor: A.K. (Gast)
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Yep, ein präziser Temperatursensor der von einer arg unpräzisen
Konstantstromquelle versorgt wird.

Nein, wenn man es ernst meint: Idee mit Konstantstromquelle verwerfen,
weil zweite Fehlerquelle, statt dessen einen simplen temperaturstabilen
Widerstand verwenden und die Kennlinie rechnerisch geradebiegen.

Autor: Peter Dannegger (Gast)
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Wenn PT100 das bedeutet, was ich denke, dann hast Du riesige 1µA * 100R
= 0,0001V Signalspannung.

Jede Thermospannung (Steckverbinder, Lötstellen usw.) verfälscht Dir
den Wert derart, da ist an Genauigkeit nicht im Traum dran zu denken.


Für nen PT100 würde ich 10mA nehmen, das ergibt dann gut verarbeitbare
1V. Die muß man natürlich pulsen, damit die Eigenerwärmung (10mW) nicht
die Messung verfäscht.


Peter

Autor: Marillion (Gast)
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Wird PT100 nicht mit 1mA bedient? In der obigen Doku ist das auch so.

Autor: Jens (Gast)
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Warum sollte er? PT100 bedeutet doch nur, daß der Widerstand bei 0°C
eben 100Ohm beträgt. Aber du hast schon recht, üblicherweise werden
Ströme <5mA benutzt,

Autor: Tilman Kurz (Gast)
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@Alexander

Habe mir die Schaltung gerade angesehen.
Die Idee einen Spannungsregler als Stromquelle zu
nutzen ist im Prinzip OK.

Aber:
Wie von anderen schon bemerkt wurde und auch in Deinem
PDF Anhang steht, sollte der Strom auf ca. 1mA eingestellt
werden.

Das Problem:
Das geht nicht mit dem LM317!

Laut Datenblatt (Anhang S. 15) sind Ströme erst ab
ca. 10 mA möglich; darunter arbeitet der Regler nicht
stabil.

Die von Dir ausgegrabene Schaltung ist also leider Schrott,
wie so vieles im Netz....

Schau Dir mal den LM334 an, das wäre evnt. etwas für Dich.

Viele Grüße

Tilman

Autor: A.K. (Gast)
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Pass auf das dir die Stromquelle nicht die Genauigkeit der Messung
versaut. Jede Ungenauigkeit der Stromquelle geht voll in die Messung
mit ein.

Was allerdings sinnvoll sein kann: Eine per OPV realisierte
Stromquelle, die den Strom via Präzisionswiderstand aus der für den ADC
verwendeten Referenzspannung ableitet. Da damit die Stromquelle die
gleiche Abweichung aufweist wie die ADC-Referenz, heben sich beide
gegenseitig auf und es ist sogar eine recht ungenaue Controller-interne
Referenz ohne Kalibrierung einsetzbar.

Autor: A.K. (Gast)
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Kann der ADC dahinter eine Differenzmessung durchführen? Diverse AVRs
beispielsweise können das. Wenn ja, dann wird es besonders einfach und
diese Schaltung mag ausreichen (ungetestet).

Autor: Peter Dannegger (peda)
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@Tilman,

"Das geht nicht mit dem LM317!"

bitte auch den Text zur Schaltung durchlesen.

Man kann sehr wohl 1mA mit dem LM317 regeln, man muß nur einen
zusätzlichen Laststrom nach GND fließen lassen, 120 Ohm sollte
reichen.


Peter

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo zusammen,

der LM317 sollte nur für sehr "genauigkeitsUNempfindliche"
Anwendungen als Stromquelle benutzt werden. Eine genaue
Referenzspannung + OP + Transistor ist wahrscheinlich die genaueste
Lösung. Ansonsten gibts auch integrierte Stromquellen (z.B. 100uA
REF200 mit 25ppm). 1uA ist auch für die Messung eines PT100 oder PT1000
zu gering, dann ist die Messspannung 100 bzw 1000 uV, was die
Anforderungen an den nachfolgenden Verstärker auch nicht gerade
vereinfacht. Desweiteren fehlt die Liniearisierung für den PT-Fühler.
Es gibt ein "hübsche" Applikation des LTC1043 von Linear Technology.
Funktioniert sehr gut und ist hochgenau.

Und noch ca. 10.000 weitere PT-100 Eingangsschaltungen. z.B. der XTR106
ist hervorragend.


Gruß
Thomas

Autor: Tilman Kurz (Gast)
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@ Peter

Welchen Text meinst Du?
In der Schaltung, die Alexander ausgegraben hat
ist kein weiterer Widerstand gegen gnd vorgesehen,
vielmehr wird ein R1 von 1,25k berechnet (s.5) und das
liegt eindeutig außerhalb des zulässigen Bereiches.


Nun habe ich keine Ahnung wie genau die Messung sein soll,
aber vielleicht wäre es am einfachsten für Alexander gleich
einen Sensor mit digitalem Ausgang z.B. I2C zu nehmen,
Maxim/Dallas hat da diverese im Angebot.

Ansonsten gab es ja schon diverse interessante Vorschläge...

Viele Grüße
Tilman

Autor: Thomas (Gast)
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@Peter,

wenn du zusätzlichen Laststrom nach GND fließen lässt, ist es mit der
Stromquelle nicht mehr weit her. D.h. der Innenwiderstand wird dann auf
alle Fälle <120 Ohm sein....

Gruß
Thomas

Autor: Peter Dannegger (peda)
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@Thomas

Der zu regelnde Strom fließt über den Widerstand zwischen UREF und VOUT
und nur dort regelt der IC die Spannung immer auf 1,25V ein und somit
den Strom durch diesen Widerstand.

Der Ballastwiderstand geht aber von VOUT nach GND und hat somit keinen
Einfluß auf die Regelung.

Diese Stromregler mit LM317 sind daher hochkonstant und mit
OPV-Schaltungen vergleichbar.

Für Ströme <10mA sollte man besser den LM317L nehmen, der braucht nur
minimal 5mA, d.h. der Ballastwiderstand muß nur 240 Ohm beragen.


Peter

Autor: Arno H. (Gast)
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Zusätzlich werden sich die nicht idealen Eigenschaften des
Parallelwiderstands in der Mess (un) genauigkeit wiederfinden.
Arno

Autor: TravelRec. (Gast)
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Nee, Arno, das denke ich nicht. Der Regler regelt NUR über den
Serienwiderstand die 1.25V und somit den Stom durch diesen Widerstand,
der Parallel- (oder Ballast-) widerstand dient nur der
Reglerstabilisierung, um den Mindestflußstrom einzuhalten. Der hat
nichts mit der Genauigkeit zu tun und beeinflußt das Regelverhalten
nicht negativ.

Autor: Arno H. (Gast)
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Das Regelverhalten wird nicht beeinflusst, aber der Konstantstrom teilt
sich auf den Ballastwiderstand und den Messwiderstand auf. Da der
Ballastwiderstand auch ein Temperaturverhalten hat, wird er das
Messergebnis verfälschen.
240 Ohm mit +100ppM Temperaturgang sind bei 10K Änderung schon 240,24
Ohm
Wenn ich etwas genau messen will, darf ich nicht schon am Anfang mit
einer Krücke anfangen.
Ungenau wirds schon von selbst.
Arno

Autor: Peter Dannegger (Gast)
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"...aber der Konstantstrom teilt sich auf den Ballastwiderstand und den
Messwiderstand auf."

Du hast es immer noch nicht kapiert, eben genau das tut er nicht.

Der Konstantstrom fließt NUR durch den Meßwiderstand !

Der Konstantstrom hängt nur vom TK des Meßwiderstands, vom TK der
internen Referenz und vom Biasstrom des UREF-Eingangs ab.


Peter

Autor: Tom (Gast)
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Hi

Also ich hab für meine Konstantstromquelle einen J-Fet genommen, da ich
mich an die OP-Schaltung bis jetzt noch nicht ran getraut habe.

Das Dokument scheint mir aber eine OP-Schaltung gut zu erklären. Den
LM317 würde ich mit meinem J112 ersetzen und den OP zur
Offseteinstellung weglassen (so kann ich erkennen, ob ein Sensor dran
ist). Ist das Dokument in dieser Form als eine Art HowTo zu gebrauchen
oder würdet ihr mir andere Lektüre empfehlen? Die ganze Elektrotechnik
ist nur mein Hobby und solche Schritt-für-Schritt-Anleitungen sind sehr
hilfreich für mich da ich mit der richtigen Fachliteratur manchmal etwas
überfordert bin.

Wenn wir schon beim Thema sind: Ich habe noch eine Unklarheit bei einer
meiner Testvarianten zur Temperaturmessung, die Ihr mir vielleicht kurz
beseitigen könnt: Ich speise meine Konstantstromquelle (J-Fet + R) mit
3,3V, die aus einem Festspannungsregler kommen (LF33...). Darunter
folgt ein PTC. An der Konstantstromquelle fallen ca. 2V ab, womit ich
am Sensor noch maximal 1,3V bekomme. Kann ich diese jetzt mit der
internen Referenzspannung von 1,5V (oder 2,5V) vergleichen? Oder muss
ich den Sensor zwingend mit der Referenzspannung speisen, wenn ich
diese als Referenz heranziehen will?
Am Sensor fällt ja die Spannung Us = Rs * Iconst ab. Folglich wäre dann
Rs = 1.5V * 10^2  n  Iconst, wobei Iconst durch das Kalibrieren genau
bestimmt würde. Mache ich hier einen Fehler oder ist das in Ordnung
so?

Freundliche Grüsse

Tom

Autor: Max (Gast)
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Hallo leute,

Also ich will auch 1µA Konstantstrom erzeugen.
Ich bin gerade an einem projekt beschäftigt der mir Temperaturwerte mit
dem MC an display anzeigen soll. Warum jetzt 1µA, weil mein MC ADuC845
nur bis 2,56V das Signal verstärken kann. Ich hab mir einen Sensor
namens NTC 833 TEMPERATUR SENSOR und Artikel-Nr.: 188506 - 62.
HAbt ihr ein paar vorschläge den ich komme überhaupt nicht nehr weiter.
DANKE!

Autor: Max (Gast)
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Hallo,
hab was vergessen einzugeben:ich hab den sensor vom Conrad gekauft.

Gruss Max

Autor: Peter Dannegger (Gast)
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@Tom

"Also ich hab für meine Konstantstromquelle einen J-Fet genommen"


Dann brauchst Du doch gar keinen PTC mehr.
Die Gate-Schwellspannung ist stark temperaturabhängig und super
nichtlinear.

Auch haben J-FETs einen starken Durchgriff, d.h. der Strom ist auch
stark spannungsabhängig.

Sie sind nur da zu gebrauchen, wo es auf die Konstanz nicht drauf
ankommt, aber ein einfacher Widerstand zu niederohmig wäre.

J-FET Stromquellen sind so ziemlich das unkonstanteste überhaupt.


"da ich mich an die OP-Schaltung bis jetzt noch nicht ran getraut
habe."

Der LM317 ist ein OPV mit interner Referenzspannung an einem Eingang
und nachgeschaltetem Leistungstransistor.


Peter

Autor: Peter Dannegger (Gast)
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@Max,

"Ich hab mir einen Sensor namens NTC 833 TEMPERATUR SENSOR"


wenn ich das Datenblatt richtig verstehe ist der nur für 30..45°C
einigermaßen genau.

Darüber hinaus wünsche ich viel Spaß bei der Korrekturberechnung und
beim Kalibrieren.


Peter

Autor: Max (Gast)
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Hallo Peter,

Ich will ja auch nur in diesem bereich messen.


Gruss Max

Autor: Ingo H. (putzlowitsch)
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Fieberthermometer?

Autor: Max (Gast)
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Hallo,

Ja ein Fieberthermometer

Gruss Max

Autor: Tom (Gast)
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Hallo

@Peter
Es war nicht meine Idee mit dem Fet als Konstantstormquelle, das habe
ich von hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0207011.htm
Dass es sich bei dem Symbol um einen J-Fet handelt habe ich aus einem
Elektronik-Buch. Ist das nicht so? Eignet sich diese Schaltung nicht
für meine Zwecke? (PTC, 10Bit ADC, so genau wie einfach möglich)

Über Rd fliesst doch ein konstanter Strom. Wesshalb sollte ich gleich
den Fet als Sensor verwenden wenn der alles andere als Linear ist? Wie
finde ich dann die Berechnungsfunktion heraus?

>> Auch haben J-FETs einen starken Durchgriff, d.h. der Strom ist auch
stark spannungsabhängig.

Soll das etwa heissen, dass meine Konstantstromquelle gar keine ist?
Das wäre schade, denn dann hätte ich einen Haufen Arbeit für die Katz'
gemacht.

>> Der LM317 ist ein OPV mit interner Referenzspannung an einem Eingang
und nachgeschaltetem Leistungstransistor.

Dass ein Spannungsregler intern irgendwie so funktionieren muss ist mir
schon klar, aber ich will mich noch nicht mit OPVs beschäftigen solange
ich noch mit den Konstantstromquellen nicht im Reinen bin. Vielleicht
kannst du mir ja auf die Sprünge helfen?

Gruss

Tom

Autor: Arno H. (Gast)
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@ Peter Dannegger:
Groschen gefallen.
Ich hatte mich zu sehr auf die Standardschaltung im Datenblatt
fixiert.
Arno

Autor: Marco G. (stan)
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Ich check's nicht.
Ich sitz schon seit ner Stunde hier und versteh die Schaltung immer
noch nicht. Kann mir bitte jemand diese LM317-Schaltung aufmalen?
Bzw wie mach ich das diskret mit nem OpAmp?

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