EMV-Beschaltung für PT100/PT1000-Eingang

Martin Gast #3576224
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Hallo zusammen

Erst mal möchte ich mich entschuldigen falls das hier das falsche Forum 
sein sollte und es in "HF, Funk & Felder" reingehören sollte.

Ich möchte eine Schaltung entwickeln und dabei die EMV nicht 
unberücksichtigt lassen.
Ich möchte sowohl PT-100 als auch PT1000 und KTY-Sensoren anschließen 
können.
Somit ist eine Stromquelle eigentlich ein Muss.
Der zu messende Temperaturbereich liegt zwischen -30°C und 175°C.
Die Messgenauigkeit (also eher die Auflösung) soll bei +- 2...3°C 
liegen.

Mein Konzept sieht nun wie folgt aus:
Ich habe einen Spannungs-DAC. Diese Spannung geht an den positiven 
Eingang eines OPV. An den Ausgang des OPV liegt eine Widerstandskette 
bestehend aus 1k + Messwiderstand + 1k + Shunt.
Der Shunt liegt an GND. Überhalb des Shunt wird die Spannung auf den 
neg. Eingang des OPV geführt.
Die Anschlussklemmen des Sensors sind über Längswiderstände an einen 
Differentialverstärker angeschlossen der daraus ein Single-Ended Signal 
macht welches an einen uC geht.

Die Schutzbeschaltung an den Klemmen ist im Moment so geplant:
* kleine C gegen Masse.
* Bidirektionale Suppressor-Dioden (ca. 12V 400W)
* Ferrite


          OPV
           |
           1k
           |
-- 10k -------- Ferrit ------------------------ Klemme mit Sensor
                              |          |
-- 10k -------- Ferrit ------------------------ Klemme mit Sensor
           |                  |     |    |   |
           1k                 D     D    C   C
           |                  |     |    |   |
   OPV <-- |                 GND   GND   Masse
         Shunt
           |
          GND

Was haltet Ihr von der Schaltung?

Grüße

Martin
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Ulrich Gast #3576246
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Die Schaltung ist nicht so schön, weil der Sensor in der Rückkopplung 
des OPVs liegt, die den Strom regelt. Da bräuchte es zumindest noch 
einen Kondensator, damit die hohen Frequenzen direkt, ohne den Sensor 
ankommen - sonst machen die Kapazitäten an den Sensor-Pins Probleme.

Die Lösung mit Stromquelle muss man nicht wählen. Es ginge z.B. auch ein 
einfacher Spannungsteiler und dann ein Umschaltbarer Verstärker (1:10) - 
bei den geringen Anforderungen könnte man auch den PT100 mit dem kleinen 
Strom für den PT1000 betreiben, und je nach AD-Wandler geht es auch noch 
ohne Brückenschaltung. Auch bis etwa 200°C könnte ein 10 Bit AD noch 
etwa 0,5 K auflösen.

Mit einem der Pins des PT100 an GND wäre es ggf. mit der EMV einfacher.

Als weiterer Sensor wäre ggf. auch noch eine Si Diode möglich, ggf. auch 
ohne extra HW.
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Martin Gast #3576263
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Hallo Ullrich

Danke für das schnelle Feedback.

Du meinst das C an einer der Stellen von C0 C1 oder C2:

          OPV
           |
           1k
           |
-- 10k -------- Ferrit ------------------------ Klemme mit Sensor
           C0            C1   |          |   C2
-- 10k -------- Ferrit ------------------------ Klemme mit Sensor
           |                  |     |    |   |
           1k                 D     D    C   C
           |                  |     |    |   |
   OPV <-- |                 GND   GND   Masse
         Shunt
           |
          GND

Den Sensor möchte ich eigentlich nicht auf GND legen, da mein GND ja 
auch versaut ist und ich dadurch keinen sauberen Messwert bekomme.


Wie meinst Du das mit dem Spannungsteiler?

          10V (Referenz durch OPV)
           |
           10k
           |
-- 10k -------- Ferrit ------------------------ Klemme mit Sensor
                              |          |
-- 10k -------- Ferrit ------------------------ Klemme mit Sensor
           |                  |     |    |   |
           9k                 D     D    C   C
           |                  |     |    |   |
          GND                GND   GND   Masse


Beispiel T=0°C
Sensor = 1000R --> 0,5mA
Sensor = 100R --> 0,52mA

Beispiel T=100°C
Sensor = 1385R --> 0,49mA
Sensor = 138,5R --> 0,522mA

Allein durch die Änderung des Stroms bekomme ich eine Änderung des 
Stroms von 2% bei einer Temperaturänderung von 100K.

Die Sensoren können bis zu 30m weg sein.
Es ist ja schon schlecht, dass es nur eine Zweileitermessung ist.

Viele Grüße

Martin
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Arc N. #3576292
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Martin schrieb:
> Die Sensoren können bis zu 30m weg sein.
> Es ist ja schon schlecht, dass es nur eine Zweileitermessung ist.

Wird jeder Sensor bzw. die Schaltung jedesmal kalibriert?
AWG 24 hat etwa 84 mOhm/m bei 2 * 30 m sind das 5.04 Ohm oder 
umgerechnet 5.04 Ohm/0.385 Ohm/K = 13 K

Andersherum: 3 K Fehler wären bei etwa 2 * 7 m AWG 24 erreicht.

Zur Eingangsbeschaltung/Absicherung gibt's von u.a. Analog ausfürliche 
Dokumente:
http://www.analog.com/static/imported-files/tech_articles/55798267SEN5247e.pdf
http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-069.pdf

oder der komplette
"A Designer’s Guide to Instrumentation Amplifiers"
http://www.analog.com/static/imported-files/design_handbooks/5812756674312778737Complete_In_Amp.pdf
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Martin Gast #3576304
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Guten Abend

Die Links schaue ich mir morgen an.
Vielen Dank dafür.
A Designer’s Guide to Instrumentation Amplifiers sieht echt gut aus.

Ja. Es erfolgt eine Kalibrierung mittels Software.
Ansonsten könnte ich die Zweidrahtmessung gar nicht realisieren.
Aber das muss sein, da ich keinen Platz für weitere Klemmen habe.

Viele Grüße

Martin
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