Hallo Forum, ich habe mir hier bei einem lokalen Elektronikladen einen PT100 Fühler besorgt und grübel nun schon seit einiger Zeit, wie ich das Teil an meinen ATmega8 (ATmega16) rankriege. ADC ist klar, aber wie werte ich den aus ? Eine Konstantstromquelle und den Spannungsabfall messen ? (Meßfehler wegen Eigenerwärmung durch den fliessenden Strom) Spannungsteiler und dann dann wieder Spannungsabfall messen ? (Problem, wie oben) Ganz kleiner Strom im Spannungsteiler fließen lassen und dann mit einem OP "auf Pegel" bringen ? Wie machen das eigentlich industrielle Meßsysteme ? Dann noch eine Frage: Ich habe hier im Forum irgendwann einmal die Formel gelesen, wie sich der Widerstand des PT 100 zur Temperatur verhält. Nur finde ich den Link nicht mehr. So, ich hoffe, meine Frage nervt nicht zu sehr. Michael
Kleiner Konstantstrom (typisch 1mA) und verstärken! Die Formel für den Bereich 0-100°C war R=R0*(1+0,00385*T) wobei R0=100Ohm und T ist Temperatur in Grad Celsius.
Hi, die verlorene Formel ist nicht so schlimm. Der Gag ist ja bei Pt100 gerade, dass die Widerstandsänderung von der Natur des (edlen) Materials her schon sehr viel linearer ist, als bei den meisten anderen Sensoren. Der Hauptnachteil ist halt die sehr kleine Empfindlichkeit. Für selbstgestrickte Analogstufen leistet eine schulmäßige Widerstandsbrücke gute Dienste. Mit einem Trimmer auf 0V Brückenverstimmung in der Messbereichsmitte einstellen, Schleifer auf die Versorgungsspannung, die anderen beiden Trimmerpins führen in die Brückenzweige. Die Refspannung des ADCs einfach auf die Versorgungsspannung der Brücke legen, dann ist die unkritisch (7805 reicht). Die neuen AVRs haben ja diese nette 20x Gain Stufe, da müsste man schon halbwegs was differentiell messen können (ggf. Pt 1000 für mehr Amplitude nehmen). Von Messverstärkern mit OPs würde ich abraten, die Offsets und Drifts verhageln einem ganz schnell die Messung. Entweder einen edlen Intrumenten-Amp wie z.B. AD623, oder gleich diesen äh...AD70 oder so von ADI, der ist ganz speziell für Pt100 ausgelegt. Falls Du mit Konstantstrom arbeiten willst: ein guter Trick ist, mit gepulstem Strom zu arbeiten, da kann man durchaus den 10fachen Strom durchschicken - wenn die Messung z.B. nur 1ms dauert und der Sensor dann wieder 100ms "abkühlen" kann. Ne Konstantstromquelle kann man ja bequem z.B. aus einem BF245 und einem Widerstand schnitzen. Ich würd aber trotzdem immer zu einer in irgendeiner Form differentiellen Messung raten (z.B. mit einem 100 Festwiderstand auf anderm ADC Kanal vergleichen), das kost nix und bringt viel. Viel Erfolg! P.S.:die billigen KTY-1xx Sensoren sind auch nicht schlecht, v.a. wenn man sie stumpf per Spannungteiler (s. Datenblatt) oder im uC linearisiert. Vor allem VIEL empfindlicher. Hab da eine kleine Schaltung für uC Anwendung inkl. Fehlerrechnung gemacht.
Um die Hauptprobleme (Eigenerwärmung des RTD, Temperaturabhängigkeit der Stromquelle) zu vermeiden, würde ich eine ratiometrische Messung mit entsprechender Signalaufbereitung machen: Konstanstromquelle (max. 100-200uA) an PT100 und über einen sehr genauen Widerstand die Referenzspannung für den AD erzeugen (ratiometrische Messung, um die Temperaturabhängigkeit der Stromquelle zu eliminieren), 3/4-Leiterschaltung bei langen Messkabeln. Einfacher ist (wie oben schon gesagt) ein NTC/PTC in einem einfachen Spannungsteiler der über die Referenzspannung gespeist wird. Vorteile: Nur ein präziser Widerstand nötig, Änderungen der Referenzspannung wirken sich auch hier nicht auf die Genauigkeit aus. Bsp: Spannungsteiler (vref->r1->r2(ntc)->Masse) vaus = vref * zaus / (r1 / zaus), zaus = r2 * rlast / (r2 + rlast) vlsb = vref / 2^(ADC-Auflösung in Bit) / Verstärkung ADC-Wert = vaus / vlsb (Abhängigkeit von der Referenz fällt weg) AppNote zur ratiometrischen Messung inkl. Formeln und Näherungen http://www.analog.com/UploadedFiles/Application_Notes/2001119207465975025AN709_0.pdf http://www.vishay.com/resistors-discrete/ultra-high-precision/res-tol-less-pt005/
Danke erst einmal, mit den ganzen Infos komme ich schon sehr viel weiter. Es geht in erster Linie darum, überhaupt erst einmal so ein Teil zu basteln. Aber das scheint sich ja richtig zu lohnen bei dem Fühler mal eine richtige Ankopplung zu entwerfen. Leider hat sich der Plan für das Wochenende wieder völlig zerschlagen. Also werde ich ab Montag mal "durchstarten" und mich in die Materie Pt100 einarbeiten. Wenn da was Richtiges bwi herauskommt, dann werde ich das sicher hier reinstellen. Danke nochmal an alle. Michael
Hallo Michael, hab meine alte Berechnung für den KTY mal rausgekramt, das dürfte die allereinfachste Lösung sein; spät Sonntag Abend anzufangen reicht - sofern halt genau genug. Drei passive Bauteile, trotzdem 1% Genauigkeit (ohne Softwarelinearisierung), da schlägt das Herz des Minimalisten höher... Die Highend-Lösung mit Pt100 von ADI heisst AD7730, damit bekommt man Hunderstelgrad Genauigkeiten über große Messbereiche hin. Bis denn Axel
Ich wollt das Thema mal aufwärmen... Ich such alle Möglichkeiten, eine Konstantstromquelle zu erzeugen für eine PT100-Messung. Wichtig sind mir ein kleiner Preis und geringe Baugröße... mfg Kai
Hallo, der xtr101 hat schon zwei Stromquellen (1mA) und die Auswertung auf 4-20 mA. Es ist also ein Kalibrieren nicht mehr nötig. Nachteil 16 Euro bei Reichelt - aber meines Erachtens das technisch Optimale. Gruß Fritz
Also das mit der Eigenerwärmung bei 1mA ist absolut vernachlässigbar! Bei uns ist der Standard 2.5mA, da kommt nur ein Fehler 'rein wenn stehende Luft gemessen werden soll, ansonsten ist die zu messende Masse (Flüssigkeiten, bewegte Luft, angelegter Fühler an Metall) viel zu groß um eine merkliche Erwärmung zu bewirken. Die Vierleiterschaltung (1mA Konstantstrom, mV über Pt100 verstärken) ist die gebräuchlichste und durchaus genau. Als OPs werden gerne OP07 (billig bei Reichelt) eingesetzt, als Konstantstromquelle und als Messverstärker. Die Temperatur- und Offsetdrift vom OP07 ist minimal. Wenn's absolut präzise sein soll: den INA114 benutzen, allerdings nicht mehr so billig. Aber für die 10 bit vom AVR und eine evtl. stärker driftende Aref ist die OP07-Version absolut ausreichend. Die Methode mit der Verstärkung x20 habe ich beim Tiny26 mal erfolgreich gemacht (PT100), der mega8 hat diese Möglichkeit (differentiell messen) leider nicht.
Die MicroSPS Leute haben einen einfachen PT100 Meßverstärker: http://www.microsps.com/ unter Download - PT100 Messverstärker Dort ist auch ein Link zum Forumsbeitrag.
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