Pt1000 an ADC anschließen

OP #5955478
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Hallo Mikrocontroller community,

ich möchte ein PT1000 an einem ADC anschließen, es handelt sich um einen 
pt1000 mit 2 Drähte. ich brauche hilfe bei der Schaltung die zwischen 
Pt1000  und CH1 des ADCs  ist. brauche ich da auch ein OV wenn ja warum 
?

danke im Voraus.
A.D
#5955658
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Ahmed D. schrieb:
> ich möchte ein PT1000 an einem ADC anschließen, es handelt sich um einen
> pt1000 mit 2 Drähte. ich brauche hilfe bei der Schaltung die zwischen
> Pt1000  und CH1 des ADCs  ist.

Der ADC misst mit CH1 die Spannung zwischen dem Pin von CH1 und Masse, 
also 0 V. Damit eine Spannung zu messen ist muss durch den PT1000 ein 
Strom fliessen. Er sollte ca. 300 µA nicht übersteigen, weil der PT1000 
sich sonst selber zu stark erhitzt. Also kannst Du im einfachsten Fall 
von der positiven Versorgungsspannung des ADC einen Widerstand auf den 
Pin von CH1 schalten. Jetzt fliesst ein Strom von z.B. 3,3 V über den 
Widerstand und den PT1000. Hier eine grobe Berechnung:

Upt1000 = 1000 Ohm x 300 µA = 300 mV
R = (3,3 V - 0,3 V) / 300 µA = 10000 Ohm

Der Widerstand sollte hier 10 kOhm betragen. Am PT1000 fallen 300 mV ab.

Ein PT1000 hat je °C grob eine Widerstandsänderung von 3,85 Ohm. Das 
wäre bei 300 µA eine Spannung von 1,155 mV. Jetzt kannst Du Dir 
ausrechnen wie genau Deine Messungen werden können.

Was kann Dein ADC?
Wie genau möchtest Du messen?
mfg Klaus
Gast #5959809
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Ahmed schrieb:
> ich arbeite mit einem LTC2305

Wiwe kommt man auf die hirnrissige Ide, den ADC vor dem Probnlem 
festzulegen ?

Ein LTC2305 ist maximal ungünstig zur Pt-Auswertung. Er misst über die 
interne Referenz bis 4.096V. D.h. bei einer Änderung eines Pt1000 
(nominelle Spannung 0.3V) um 1 GradC, Änderung 1.155mV, kann 1 GradC nur 
knapp erfasst werden, betrechtet man den maximalen Fehler bis 10 LSB 
sogar nur 8 GradC, dafür bleiben 97% seines Messbereichs ungenutzt UND 
er braucht für die ratiometrische Messung einen Bufferverstärker an dem 
Referenzausgang.

Du brauchst also mindestens so eine Schaltng:
1
            VCC                            VCC
2
             |                     LT1013   |
3
             |                             /+|-----+-- Aref
4
  +------+---(---------------- Vref+ --+--<  |     |
5
  |      |   |                         |   \-|--+  |
6
 R1     R2   |                         |    |   |  |
7
  |      |   |                         +----(---+  |
8
  +------)---)--R5--+                       |      |
9
  |      |   |      |                       |      |
10
  +--R6--)--|+\     |                       |      |
11
  |      |  |  >----+--R7--+-- A/D          |    100nF
12
  |      +--|-/     |      |                |      |
13
  |      |   |      |      |                |      |
14
 RTD     +---)--R4--+      C                |      |
15
  |      |   |             |                |      |
16
  |     R3   |             |                |      |
17
  |      |   |             |                |      |
18
  +------+---+-------------+-- Vref- -------+------+-- AGND
Die Berechnungsformeln wurden dir schon gegeben.
Gast #5959885
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> Wiwe kommt man auf die hirnrissige Ide, den ADC vor dem Probnlem
> festzulegen ?
>

danke , ich brauche einen ADC mit 12 Bits, 2 Channel und I²C , davon 
gibt es nicht viel auf dem Markt. Deswegen habe ich mich für LTC2305 
entschieden.
Alternative??

SG
Ahmed
Gast #5961923
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Ahmed schrieb:
> welche Schaltung ist Optimal für einen Bereich -40 bis + 400 ?

Ein Pt1000 von -40 bis 400 hat 842 bis 2470 Ohm, bei 300uA also 0.25 bis 
0.75V.
Bei 1 GradC Auflösung braucht man nur 9 bit A/D, ein 10 bit ADC von AVR 
mit 1 bit Unsicherheit würde also reichen, aber ein 12 bit A/D ist 
natürlich besser wenn der nicht erhebliche Ungenauigkeit mitbringt wie 
10 LSB.

> und welche OVs sind hier empfohlen(Genauigkeit).

Bei 300uA Pt1000 Strom ist 1 GradC etwas mehr als 1mV. Ein OpAmp mit 
besser als 1mV ist also nötig, da sich seine Ungeneuigkeit zur 
Ungenauigkeit des ADC addiert also bei 500uV.

Da schon ein LT1013A nur 150uV hat, ist das ja kein Problem. Die 
Schaltung von oben funktioniert und ist ausreichend, auch an deinem 12 
bit bis 4.096V Wandler.

Nutzt man einen uC mit ADC der 1.1V Referenzspannung besitzt, könnte man 
die Spannung am Pt1000 direkt messen, und die Versorgungsspannung an der 
der Pt1000 hängt auch, und kann ratiometrisch zurückrechnen. Die 
einfachste Schaltung ist also
1
+5V
2
 |
3
 +------|VCC=AVCC
4
 |      |
5
15k     | Arduino
6
 |      |
7
 +------|A0 (gemessen bezüglich interner Ref)
8
 |
9
Pt1000
10
 |
11
GND
Gecshicktes programmieren und ausnutzen möglicher Hardware kann also den 
Aufwand verringern und (weil man nicht 2 ungenaue Bauteile OpAmp+AC 
sodnern nur 1 ADC braucht, auch die Anforderungen an die Bauteile 
herabsetzen)
.
#5966759
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Das Thema hört sich trivial an, aber man muss schon wissen was man tut. 
Wer misst misst Mist.

Du musst neben INL/DNL - oben erwähnt - auch Verstärkungsfehler und 
Offset betrachten und ggf schaltungstechnisch eliminieren.

Ratiometrische Messung wurde da schon genannt. Eine von mehreren 
möglichen Ansätzen hier: Refernezwiderstand für die Vorgabe des 
Messbereichs/ADC.
Ich würde dann wenn erforderlich zwei zusätzliche Kanäle einplanen und 
sampeln, damit dann eine Korrekturgerade für die Berechnung eines 
Korrekturoffsets mit einprogrammieren. Ansonsten musst Du nachrechnen, 
ob die og Fehlereinträge zusammen mit den Nichtlinearitäten dein 
Fehlerbudget sprengen.

Wie wäre es mit einer uC basierten Lösung? 12-bit ADC PSOC4 ->zB 
Cypress.
Kostet ähnlich wie der ADC alleine, kannst dann aber deutlich mehr 
rausholen.
I2C, Stromquelle und Muxer onBoard.

Differenziell hat sich bei meinen Aufbauten im übrigen sehr bewährt. 
Gerade bei EMV Messungen konnten ungewollte, teils sehr hohe 
Abweichungen eliminiert werden, da die Kanäle keine gemeinsamen 
Bezugspunkte haben/nicht an einem Pnkt zusammengeführt werden. Somit 
können zB durch nicht aktiv ge-sampelte Kanäle eben keine Störungen 
einkoppeln, da nämlich sonst die offenen Strippen eine wunderbare 
Antennenwirkung haben..
#5966788
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Um die Eingangsfrage zu beantworten: Ein OPV nur als Impedanzwandler

So unpräzise wie die Eingangsfrage gestellt ist, gehe ich davon aus, 
dass Du schaltungstechnisch nicht so erfahren bist. Darf ich fragen - 
handelt es sich hierbei um eine Thesis oder ähnliches,  oder soll so 
schnell wie möglich eine zuverlässige und präzise Schaltung entstehen?

Ist ein tolles Projekt um die Grundlagen zu erlernen, wenn Du dich 
durchbeissen musst. Ansonsten solltet Ihr euch überlegen, euch bei dem 
Kenntnisstand professionelle Unterstützung hinzu zu holen.
Gast #5966926
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Mit einem MAX11200 ADC z.B. Läßt sich ein PT Meßwandler im 4-Draht Modus 
recht einfach konstruieren. Man benötigt nur einen stabilen, bekannten 
Vergleichswiderstand in Serie mit dem PT. Der Vergleichswiderstand geht 
an Vref+ und -. Die ADC Eingänge im Kelvin Anschlußschema an VIN+ und -. 
Der Rest ist lediglich FW.

Mit diesem Konzept ließen sich bekannte Widerstände genauso genau messen 
wie mit einem Vergleichs HP34401A. Die Linearisierung wurde mit einer 
interpolierten Aufruftabelle ohne großen Rechenaufwand durchgeführt. 
Diese Anordnung funktionierte mit PT100-1000.

Dieses Konzept kommt wegen dem ratiometrischen Meßprinzip ohne jegliche 
Spannungsreferenz aus wenn man einen hochgenauen Vergleichswiderstand 
nimmt. Bei mir war es ein genau bekannter, stabiler 5ppm 0.01% 
Widerstand.

Kalibrierung dieser Anordnung ist nicht mehr wirklich notwendig, obwohl 
die FW das prinzipiell vorsieht. Der MAX11200 wurde im Hintergrund 
vollautomatisch nach jeder ADC Umwandlung (EOC) über DMA (STM32F103) 
ausgelesen.

Analogschaltungen, zeitraubende HW Kalibrierung und OPVs sollte man sich 
heutzutage nicht mehr antun. Eingesparte, nicht vorhandene 
Präzisionsteile können daher keine zusätzlichen Ungenauigkeiten 
verursachen. Hier ist Einfachheit ein Vorteil und spart Geld.
Gast #5968579
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Klaus R. schrieb:
> Maxim schrieb:
>> I2C is mist, SPI ist cool
>
> Bei mir läuft I2C auch über 10 m. Was schafft Dein SPI?
> Deine pauschale Aussage ist uncool.
> mfg Klaus

Wenn man Zitiert dann bitte korrekt da fehlt ein ";)"
dein Unvermögen zu Zitieren ist demnach ebenfalls uncool da es eher ein 
Scherz war ;)

Zu deiner Frage, 10Mhz SPI über 8m Leitung und mehr geht, wenn man weiß 
wie, was macht I2C nochmal? Stimmt 400khz.

Bevor sich nochmal wer unnötigerweise Aufregt, das SPI und der 
Geschwindigkeitsvorteil hier überflüssig sind ist wohl jedem klar 
ebenfalls braucht man aber auch kein 10m I2C.

Es ging darum eine einfache Lösung anzubieten was mit Chips wie dem 
MAX31865 der Fall ist. Es ist aber auch Tatsache, das viele dieser Chips 
eben SPI verwenden.

Eine meiner Meinung nach einfache Lösung (wenn man nicht einfach einen 
entsprechendes IC nimmt) wäre es eine Konstantstromquelle zu nehmen 300 
bis 400 µA und dort den PT1000 in Reihe zu schalten eventuell um GND 
Pfad ein kleiner Widerstand zum offsetten vom GND (Common Mode Bereich 
des OPAMP Eingangs). Dann kann man die Spannung direkt über dem PT1000 
messen und braucht weder eine Brücke noch sonst etwas und hat eine 
genaue 4 Punkt Messung. Sinnvollerweise noch einen Impedanzwandler mit 
Tiefpass und dann in den ADC. Wenn man möchte eine kleine Verstärkung, 
hier bietet sich ein Instrumentenverstärker an (Gain von 3 bis 5 sollte 
reichen). Je nach gewünschter Genauigkeit sollte man locker mit einem 12 
Bit ADC auskommen. Jeder der behauptet man braucht 20 Bit oder mehr 
sollte nochmal nachrechnen. Ich selbst hab die Schaltung in der Art 
schonmal in betrieb gehabt und konnte mit 12 Bit auf gut 0,1°C genau 
messen und viel mehr macht ein PT auch nicht.
Gast #5968610
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Naja, beim MAX11200 und ähnlichen ADCs kommt man ausser dem 
Vergleichswiderstand und Tiefpass der Eingänge prinzipiell ohne 
zusätzlichen (aktiven) Komponenten aus. Bir mir arbeitetete ich mit der 
Linearisierung auch nur mit 16-bit. Diesbezüglich war der MAX11200 
natürlich etwas unterausgenützt. Aber da wir diese ADC in anderen 
Geräten sowieso verwenden und vorhanden ist, war es trotzdem keine 
schlechte Wahl.

Das Fehlen einer wirklichen Notwendigkeit jeglicher HW Analog 
Kalibrierung bei einem hinreichend bekannten Vergleichswiderstands ist 
auch ein Plus. Durch das ratiometrische Arbeitsprinzip gibt es auch 
keine weiteren Fehlerquellen. Auch ist keine eigentliche 
Konstantstromquelle notwendig. Durch den 10:1 Unterschied ändert sich 
der Meßstrom nicht viel und wird mathematisch automatisch erfasst. Der 
Meßstrom läßt sich in weiten Grenzen festlegen. Auch Sensor Kurzschluss 
oder Fehlen läßt sich leicht erkennen. Dreidraht Anschluß würde 
allerdings zum Messen des Leitungsspannungsabfall noch einen Analog 
Umschalter benötigen. Anschließen - Einschalten - Ablesen:-) Nur die 
Güte des verwendeten RTD bestimmt die Ablesegenauigkeit.

Aber wie so oft, viele Wege führen nach Rom. Da kann man sich viel 
Spielraum lassen. Wass mich betrifft gefällt mir dieses Konzept ganz 
gut.

Der MAX31865 ist übrigens auch recht praktisch. Allerdings muß die 
Linearisierung ungleich dem (TC) MAX31856 im uC ausgeführt werden.
Gast #5968705
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Maxim schrieb:
> konnte mit 12 Bit auf gut 0,1°C genau messen

Mit einem Pt1000 ?

Wow.

Ich befürchte, du möchtest zwar mitreden und erzählen was für ein toller 
Hecht du bist, kennst aber nichtmal den Unterschied zwischen Auflösung 
und Genauigkeit.

Pt1000 die 0.1 Grad genau sind, sind TEUER.
#5968718
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Maxim schrieb:
> Ich selbst hab die Schaltung in der Art
> schonmal in betrieb gehabt und konnte mit 12 Bit auf gut 0,1°C genau
> messen und viel mehr macht ein PT auch nicht.

Nur muß dann die gesamte Schaltung (Stromquelle, Verstärker) 
entsprechend temperaturstabil sein. Normale 0805 Widerstände mit 100ppm 
reichen da nicht.
Daher bevorzugt man Schaltungen, die nur einen einzigen stabilen 
Referenzwiderstand brauchen. Integrierende 24Bit-ADCs mit 50/60Hz 
Unterdrückung sind jetzt auch keine Kostenfaktor.
Gast #5968752
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Wenn es immer wieder die gleichen Probleme mit einem PT1000 und einem 
ADC gibt, dann hat sich bestimmt schon mal jemand Gedanken gemacht und 
das Problem gelöst.

Eine einfache Lösung, auch für den Elektronik-Anfänger kann hier 
erworben werden:

https://www.pollin.de/p/bausatz-pt1000-messwandler-810144

und ist gleichzeitig eine gute Lötübung. Offset, Drift, 
Temperaturstabilität, Rauschen, usw. sind für einen Anfänger ohnehin 
uninteressant. Wer Temperatur auf 0,1°C genau messen muss, sollte sein 
Hobbyprojekt einfach mal überdenken, zumal es sich nur um die Temperatur 
des Sensors handelt. Die Umgebung in 5cm Entfernung kann schon ganz 
anders aussehen. Ich weiß auch nicht, ob die Temperatur bei einem 
Gewächshaus, einem Wasserkocher, einer Ofensteuerung fürs Haus, einem 
Backofen, usw. auf 0,1°C aufgelöst, geschweige auf 0,1°C genau gemessen 
werden muss.

Kauf den Bausatz und klemm ihn an. Es wird herausrragend funktionieren.
Gast #5968768
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123456 schrieb:
> Eine einfache Lösung, auch für den Elektronik-Anfänger kann hier
> erworben werden:
>
> https://www.pollin.de/p/bausatz-pt1000-messwandler-810144
>
> und ist gleichzeitig eine gute Lötübung.

Gut für einen Wasserkocher mit dem PT1000 als Heizwiderstand.

> Offset, Drift,
> Temperaturstabilität, Rauschen, usw. sind für einen Anfänger ohnehin
> uninteressant.

Da kann der Anfänger auch gleich einen Finger nehmen. Höhere 
Temperaturen kann man dann 10 x nacheinander messen ;-)

Der TO möchte gerne auf 1° C genau messen. Da muß man sich schon ein 
paar Gedanken mehr machen!
Gast #5968785
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123456 schrieb:
> Wenn es immer wieder die gleichen Probleme mit einem PT1000 und einem
> ADC gibt, dann hat sich bestimmt schon mal jemand Gedanken gemacht und
> das Problem gelöst.
>
> Eine einfache Lösung, auch für den Elektronik-Anfänger kann hier
> erworben werden

Da immer wieder ein Depp auf die untaugliche Schaltung von Pollin 
reinfällt, hätte es ausgereicht, vor so einer Empfehlung mal über 
schlechten Erfahrungen zur Pollin-Schaltung zu googeln.

Es hätte auch gleich auffallen können, dass eine Schaltung mit 
Trimmpotis wohl Schwachsinn ist, da mit den absolut genauen 
Platinsensoren eine Messschaltung aufbauen könnte die man nicht mit 
bekannten Temperaturen (also einem vorhandenen noch genaueren 
Thermometer, das man meistens nicht hat) kalibrieren muss.
Gast #5969107
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MaWin schrieb:
> Mit einem Pt1000 ?
>
> Wow.
>
> Ich befürchte, du möchtest zwar mitreden und erzählen was für ein toller
> Hecht du bist, kennst aber nichtmal den Unterschied zwischen Auflösung
> und Genauigkeit.
>
> Pt1000 die 0.1 Grad genau sind, sind TEUER.

Danke für diese sinnlose Vermutung. Ich weiß durchaus wovon ich rede. 
Und du meckerst anscheinend lieber an anderen Rum statt sinnvollerweise 
vielleicht zu erläutern was deiner Meinung nach falsch daran ist. Der 
Unterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit ist mir durchaus bekannt. 
Zur Info PTs Klasse AA haben eine Genauigkeit von 0.1Grad und die gibt 
es bereits ab 4 bis 6 Euro, kannst du gerne suchen bei RS z.B. Und was 
die Auflösung angeht reichen 12 Bit locker aus natürlich muss die 
Messeschaltung entsprechend genau und Temperaturstabile sein und der 
Messbereich des ADCs entsprechend genutzt sein, ich habe auch nie etwas 
anderes behauptet, wobei ich immer noch glaube, dass hier eine solche 
Genauigkeit nicht gefordert ist. Und entschuldige aber ich vertraue den 
Messungen in unserem Labor mehr als den Worten eines Nutzers der lieber 
die Beiträge anderer schlecht macht und vermutlich gleich überall 24 Bit 
ADCs einbaut um sein Unvermögen anständige analoge Schaltungen zu bauen 
zu kompensieren versucht. Daher befürchte ich das du nur deinen 
unqualifizierten Senf dazugeben wolltest und vermutlich keine Ahnung 
hast? Es war lediglich eine mögliche Lösung. Wenn man den ganzen Beitrag 
liest würde man feststellen, dass ich sinnvoller Weise ein 
entsprechendes IC extra für diese Anwendung vorgeschlagen habe.
OP #5969710
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Joe J. schrieb:
> o unpräzise wie die Eingangsfrage gestellt ist, gehe ich davon aus,
> dass Du schaltungstechnisch nicht so erfahren bist. Darf ich fragen -
> handelt es sich hierbei um eine Thesis oder ähnliches,  oder soll so
> schnell wie möglich eine zuverlässige und präzise Schaltung entstehen?

 danke für die Informationen, ja es handelt sich um eine Thesis, und bin 
auch Schaltungstechnich nicht erfahren. ich habe Informationen von 
überall gesamellt und ich versuche daraus was richtiges zu machen. 
Temperaturmessung mit pt1000 und ADC finde ich nicht trivial, und es gab 
bis dahin keine endgültige Lösung dafür hier im Forum.

ich habe jetzt mehre ADCs mit I²C gefunden die keine Auswertschaltung 
für PT1000 brauchen , die finde ich ganz ok. damit werde ich anfangen.
bei diesem Projekt möchte ich auch die Grundlagen erlernen, und das 
finde ich sehr Interessant.
 für einen Profi soll es eigentlich einfach sein.

SG
#5969729
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Maxim schrieb:
> Zur Info PTs Klasse AA haben eine Genauigkeit von 0.1Grad

Nein.

Nur bei 0 GradC. Wenn man weiss, daß es 0 GradC hat, muss man aber nicht 
mehr messen.

Ausserhalb der 0 GradC wird es schnell ungenauer, bei 100 z.B. 0.27

https://temperatur-profis.de/wissen/temperaturfuehler/genauigkeit-pt100-pt1000/

Zudem würde das bedeuten, daß eine Schaltung keinen weiteren Fehler mehr 
einbringt.

Maxim schrieb:
> Ich weiß durchaus wovon ich rede.

Sieht nicht so aus.

Man braucht wohl schon 1/10 DIN, spontan kenne ich damit nur Pt100.

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