Abgastemperatursensor mit LT1025

[Peter S. (hainrider)]

Hallo liebe Elektronikergemeinde,

ich bin noch ein sehr unbeschriebenes Blatt in der Welt der 
Mikrocontroller und der Schaltungstechnik überhaupt. Daher habe ich ein 
hoffentlich kleines Problem.

Ich möchte mit einem Thermoelement Typ K und dem Elektronikbaustein 
LT1025 von Linear Technology einen Abgastemperatursensor realisieren.
Dabei stoße ich jedoch auf Probleme beim Operationsverstärker.

Am besten ich fange mal damit an, was der Sensor letztendlich alles an 
Kriterien erfüllen soll. Er muss eine Ausgangsspannung zwischen 0V und 
5V liefern (Einsatzbereich: Automobil). Schön wäre ein Bereich von bsp. 
0,5V bis 4,5V um eine Fehlerdiagnose seitens des Motorsteuergerätes 
nutzen zu können. Der Temperaturbereich sollte von 150°C bis 1250°C 
alles abdecken.
Die Linearisierung der Kennkurve des Thermoelementes ist nicht zwingend 
erforderlich, da ich diese im Motorsteuergerät hinterlegen kann. Als 
Stromquelle gibt es zwei Möglichleiten: 12V vom Bordnetz oder 5V vom 
Motorsteuergerät.

In meinen Recherchen bin ich über den LT1025 gestolpert. Dieser soll mit 
einem LTKA0X betrieben werden und gibt dann ein Ausgangssignal von 
10mV/°C aus. Bei 1250°C liegt das allerdings weit über den 5V die 
seitens Motorsteuergerät möglich sind. Welcher Operationsverstärker 
eignet sich für solche Thermoelemente? Wie sollten die Widerstände und 
Filter für meine Anwendung dimensioniert sein? Wenn möglich sollte es 
die Teile aus als Sample irgendwo geben. Ich weiß, das ist keine schöne 
Sache aber ich brauche wirklich mal Hilfe. Für ein paar genauere Angaben 
zur Funktionsweise wäre ich sehr dankbar, da ich ja auch was lernen 
möchte.

Danke, danke, danke

[MaWin (Gast)]

Der LT1025 enthält eine Umgebungstemperaturkompensation für die Leute, 
die so was nicht selber bauen können.

Wenn deine Motorsteuerung sowieso schon die Temperatur der Platine 
misst, dann kannst du die Temperatur in Software abziehen und brauchst 
so schwer beschaffbare und teure Spezialchips nicht.

Wenn du wenigstens gesagt hättest, welcher uC in deine Motorsteuerung 
soll.

Viele moderne uC können direkt die uV messen, die in Thermoelement 
ausgibt, dank internem Gain-Verstärker. z.B. ATXmega 12 bit mit 64 
fachem Gain reicht für 6 bis 50mV bei einer Auflösung besser 1 GradC und 
dank integriertem Temperatursensor hast du gleich den Wert den du 
abziehen musst (falls es auf die 10-20 GradC ankommt).

Ältere uC brauchen einen simplen OpAmp als Verstärker, wie geschrieebn 
reicht 90-fach um die 50mV des Sensors auf 4.5V anzuheben, ganz simpel 
mit einem Rail-To-Rail-OpAmp mit einer Offsetspannung unter 250uV, 
AD8655 fällt mir spontan ein. Der ist dann so viel besser als der 
eingebaute OpAmp im uC, daß damit die 10 bit Auflösung alter A/D Wandler 
statt 12 bit ausgeglichen werden.

Die Schaltung ist wirklich die simple nicht-invertierende 
Verstärkerschaltung

   +---------|+\
   |         |  >-+-- A/D 0.5V (150 GradC) 4.5V (1250 GradC)
K-Thermo  +--|-/  |   aber abzüglich der Platinentemperatur
   |      |       |
  GND--1k-+--89k--+

Du brauchst also den LT1025 nicht.

[Peter S. (hainrider)]

Die Umgebungstemperaturkompensation möchte ich defintiv haben. Des 
Weiteren kann ich in der Motrsteuerung nichts programmieren, da es eine 
ECU von Bosch ist. Die ECU kann eben nur Eingangssignale zwischen 0V und 
5V verarbeiten. Die Linearisierungsgrade kann ich als einziges in der 
Motorsteuerung hinterlegen.

[MaWin (Gast)]

Tja, dann kannst du den LT1025 nehmen

und dazu letztlich einen beliebigen OpAmp,
denn LTKA0x steht ja nur für irgendeinen
OpAmp der auf dem LTK00x Demoboard drauf ist,
der AD8655 wäre wie viele andere Rail-To-Rail
besser 250uV Offset OpAmps dafür brauchbar.

Oder du ersetzt den LT1025 gleich gegen
eine 40.8uV/K temperaturanbängige Spannungsquelle.
LM335 wird gern genommen, Schaltung in
dessen Datenblatt, der ist billiger und
wird natürlich auch länger verfügbar sein.

Die Schaltung mit dem LM335 ersetzt den LT1025,
der Teil mit dem OpAmp bleibt,
und vom OpAmp geht es dann in deine Bosch ECU.