Universeller Verstärker für Thermoelemente

[Garf Celsius (Gast)]

Hallo zusammen,

ich suche für die Thermo-Typen T,E,J,K,R,S,B und N einen unuversellen 
Verstärker. Ideal wäre es, wenn die Linearisierung ebenfalls Bestandteil 
ist.

Die Suche im web hat zwar ergeben, daß es für einige Thermo-Type soetwas 
gibt, aber eben nicht für alle Typen.
Desweiteren ist die Linearisierung nicht immer vorhanden, bzw. diese 
wird auf die PC-Seite ausgelagert.

Ich suche eine Komplettlösung, unter Verwendung eines ATmega32..64..128.

Wie ungenau wird die Temperatur-Spannungsumsetzung wenn man auf die 
Linearisierung verzichtet?
Bei diversen IC-Herstellen(AD,Maxim,LT)wird bei den dort beschriebenen 
ICs auf dieses Thema verzichtet.

Vielleicht hat jemand eine Anregung für mich?


Graf Celsius

[Dieter Werner (Gast)]

Völlig ohne Linearisierung ist das absolut unbrauchbar, da ist jede Pi 
mal Daumen Schätzung genauer.
Da die einzelnen Th-Elemente recht unterschiedliche Spannnugen pro Grad 
von sich geben, ist ein PGA (programmable gain amplifier) in der 
Eingangsstufe sinnvoll.
Je nach geforderter Auflösung des Messwertes kann auch ein externer A/D 
Wandler nötig sein weil die 10 oder 12 Bit des internen Wandlers nicht 
ausreichen.
Der Übergang von Thermoleitung bzw. Ausgleichsleitung auf Kupfer bildet 
ebenfalls wieder 2 Elemente und verfälscht die Messung. Die Temperatur 
der Übergangsstelle muss ebenfalls gemessen und in die Rechnung 
einbezogen werden.

Fertige Bausteine bezeichnet man als Messumformer. Ich vermute mal dass 
man von Firmen wie Knick, Siemens oder GMC Instruments so etwas bekommen 
könnte; bitte selbst mal die Suchmaschine Deines Vertrauens befragen.

Dieter

[Peter D. (peda)]

Wenn ein MC verwendet wird, dann nimm einfach nen normalen Verstärker, 
einen Sensor für die Vergleichsstellentemperatur (z.B. DS18B20) und laß 
das bissel Rechnen den MC machen.

Hier mal die Kennlinie Typ K:

-200°C: 17,05µV/°C
-100°C: 31,65
0°C: 39,7
100°C: 41,2
200°C: 40,05

Wie man sieht, wirds unter 0°C stark nichtlinear.


Peter

[Garf Celsius (Gast)]

Hallo Dieter und Peter,

die Kompensation der Kaltstelle ist mir bekannt.

Vielleicht bin ich zu optimistisch mit dem Universellen Vertärker, denn 
das wäre ja eine EierlegendeWollMilchSau.

Eine 5-Punkte-Linearisierung, die für jeden Thermo-Typ anders aussieht, 
wird ja auch nicht reichen.

Unter www.temp-web.de findet man alle Grundwertereihen, einschl. der 
nichtlinearisierten Temperatur-Spannungskurven. Zur Linearisierung 
werden div.Formeln dargestellt, die aber eher für eine Berechnung auf 
dem PC gedacht sind, als auf einer 8-Bit-MCU.

Mal sehen, evtl. verzichte ich auf eine Eigenentwicklung und kaufe die 
Messumformer hinzu.


Beten Dank erstmal!   Graf Celsius

[arc (Gast)]

Warum zu optimistisch?
Im schlimmsten Fall wäre der zu messende Bereich ~ -10mV - 80mV
Angenommen ein einfacher Sigma-Delta-Wandler von Linear wie der LT2412.
RMS-Noise 0.8uV, ENOBs = 2.5Vref/(0.8uV * 6.6) ~ 19Bit
2.5V/2^19 ~ 4uV
D.h. die Auflösung wäre <=0.2°C bei allen Thermoelementen ausser R,S und 
B.
Da an den Wandlereingängen -0.3V - VCC + 0.3V anliegen dürfen (FS bei 
1/2Vref=1.25V) kann man das Eingangssignal noch 10fach-verstärken, was 
dann auch für R, S und B reichen sollte.
Wenn man Speicherplatz verbraten kann, ist die Linearisierungen auch 
relativ einfach machbar. Im einfachsten Fall für jedes der acht 
Thermoelemente eine Tabelle mit einem Stützpunkt pro °C und dazwischen 
linear interpolieren. Solls genauer sein würde ich für jedes 
Thermoelement eine passende Spline-Interpolation(kubische) vorberechnen.