Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mehrere Pt100 am PIC anschließen


von AlexKowalski (Gast)


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Hallo zusammen,
ich hoffe ihr könnt mir ein paar Tips geben. :-)

Ich möchte gerne an 4 verschiedenen stellen die ist-Temperatur über 
einen PIC einlesen.

Mein Problem liegt darin, das jedes einzelne Pt100 einen seperaten 
Messverstärker braucht.

Gibts es dafür evtl eine andere Lösung? 4 Messverstärker sprengen 
absolut mein Budget.


MfG
AK

von Sven H. (dsb_sven)


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Spontan würde ich sagen, dass du, wenn nicht alle Temperaturen 
gleichzeitig gemessen werden müssen, die Eingänge des Messverstärkers 
mit Analogschaltern, zwischen den einzelnen PT100, umschalten könntest.

von AlexKowalski (Gast)


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Leider müssen alle Temperaturen mehr oder weniger gleichzeitig 
eingelesen werden. ich sag jetzt einfach mal im 1 bis 2 min zyklus, und 
naja manuell umschalten ist für meine System keine wirklich gute option, 
deshalb die suche nach einer alternative zu Messverstärkern. :)


Randinfos:
System: Beiheizter Behälter der vom PIC angesteuert wird, 
Sensoren(Pt100) liefern sämmtliche Ist-Temperaturen an den PIC(zur 
auswertung,anzeige und regelung), habe extra pt100 wegen ihrer hohen 
genauigkeit und niedrigen kosten gewählt (Thermoelemnente sind mir zu 
teuer)

1.) im Öl (bis max. ca +200°C)
2.) KupferBlock (bis max. +200°C)
3.) Umgebungstemp (bis max. +50 °C)
4.) Kühlblock (bis max. ca +100°C)

von Harald W. (wilhelms)


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AlexKowalski schrieb:

> Leider müssen alle Temperaturen mehr oder weniger gleichzeitig
> eingelesen werden. ich sag jetzt einfach mal im 1 bis 2 min zyklus, und
> naja manuell umschalten ist für meine System keine wirklich gute option,
> deshalb die suche nach einer alternative zu Messverstärkern. :)

Temperaturvorgänge verlaufen praktisch immer so langsam, das man
problemlos zwischen verschiedenen Meßstellen umschalten kann. Man
macht das auch deshalb gern, weil so die Eigenerwärmung des Fühlers
verringert wird. Hat man noch ein bis zwei Festwiderstände dabei,
kann man noch zusätzlich die Genauigkeit erhöhen.

> Randinfos:
> System: Beiheizter Behälter der vom PIC angesteuert wird,
> Sensoren(Pt100) liefern sämmtliche Ist-Temperaturen an den PIC(zur
> auswertung,anzeige und regelung), habe extra pt100 wegen ihrer hohen
> genauigkeit und niedrigen kosten gewählt (Thermoelemnente sind mir zu
> teuer)

Bei Preisen für Temperaturmessungen sollte man nicht nur an den
Preis für den Fühler denken, sondern auch an die Auswerteelektronik.
Natürlich kann man mit PT100 sehr genau messen, dafür braucht man
dann aber auch eine aufwändige Elektonik und meist auch Vierdraht-
Anschluss. Bei den meisten Anwendungen kommt man mit Halbleiter-
Fühlern oder NTCs wesdentlich günster mit meist ausreichender
Genauigkeit zurecht. Wenn man wirklich genauer als 1 Grad messen will,
muss man sich schon sehr viel Gedanken um den richtigen Meßaufbau
und die Kalibrierung machen.
Gruss
Harald

von Frank K. (fchk)


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Halbleiterfühler und 200°C? Das würde ich gerne sehen.

fchk

von Alex (Gast)


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Hallo Harald

Harald Wilhelms schrieb:

> Temperaturvorgänge verlaufen praktisch immer so langsam, das man
> problemlos zwischen verschiedenen Meßstellen umschalten kann. Man
> macht das auch deshalb gern, weil so die Eigenerwärmung des Fühlers
> verringert wird. Hat man noch ein bis zwei Festwiderstände dabei,
> kann man noch zusätzlich die Genauigkeit erhöhen.

Also eine Anforderung an mein System ist auch, dass es automatisiert 
ablaufen muss (bis auf das mann bestimmte °C einstellen kann Tasten am 
PIC)


> Bei Preisen für Temperaturmessungen sollte man nicht nur an den
> Preis für den Fühler denken, sondern auch an die Auswerteelektronik.
> Natürlich kann man mit PT100 sehr genau messen, dafür braucht man
> dann aber auch eine aufwändige Elektonik und meist auch Vierdraht-
> Anschluss. Bei den meisten Anwendungen kommt man mit Halbleiter-
> Fühlern oder NTCs wesdentlich günster mit meist ausreichender
> Genauigkeit zurecht. Wenn man wirklich genauer als 1 Grad messen will,
> muss man sich schon sehr viel Gedanken um den richtigen Meßaufbau
> und die Kalibrierung machen.
> Gruss
> Harald

Den Pt100 habe ich extra als Sonde(fühlerstab) gewählt damit dieser tief 
im Behälter (in der nähe der Heizwendel) eingesetzt werden kann ohne das 
dass Kabel dabei mit erhitzt wird und der preis ist ok.

Auswertelektronik ist halt das manko, da ich halt keine 4 mv´s kaufen 
möchte, wobei ich sagen muss das ich eben auf etwas interesanntes 
gestoßen bin MV zum super preis:
Link 
http://www.pollin.de/shop/dt/NTU4OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_PT1000_Messwandler.html

was hälst du davon?

Die genauigkeit mit der ich messen möchte liegt nicht über 2 °C also 
nicht unter 1°C :)

Gruß
AK

von iaoffline (Gast)


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Interessant wäre noch:
- Genauigkeit
- Länge der Messleitung
- Einsatzzweck (z.B. einmalig für Studium, Dauerbetrieb im Prozess...)
- Deine Kenntnisse in Sachen Elektronik

von Andrew T. (marsufant)


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Frank K. schrieb:
> Halbleiterfühler und 200°C? Das würde ich gerne sehen.
>
> fchk

KTY Reihe z.B.

von Andrew T. (marsufant)


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Alex schrieb:
> Auswertelektronik ist halt das manko, da ich halt keine 4 mv´s kaufen
> möchte, wobei ich sagen muss das ich eben auf etwas interesanntes
> gestoßen bin MV zum super preis:
> Link
> 
http://www.pollin.de/shop/dt/NTU4OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_PT1000_Messwandler.html
>
> was hälst du davon?


Da er NICHT für Pt100 ist, kannst du ihn unbesorgt kaufen sofern Du den 
Messfühler austauschst .-)

Pt1000 != Pt100

von iaoffline (Gast)


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Alex schrieb:
> Auswertelektronik ist halt das manko, da ich halt keine 4 mv´s kaufen
> möchte, wobei ich sagen muss das ich eben auf etwas interesanntes
> gestoßen bin MV zum super preis:
> Link
> http://www.pollin.de/shop/dt/NTU4OTgxOTk-/Bausaetz...

Das ist für einen PT1000 , auch fehlt die Genauigkeitsangabe.

Wenn du auf diesem Niveau arbeiten kannst geht eigentlich fast jeder 
Verstärker. Linearisieren kannst du ja in Software.

von Nachtaktiver (Gast)


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>>Halbleiterfühler und 200°C? Das würde ich gerne sehen.
>>fchk

FhG verfügt das Wissen für Halbleitertechnologie in einen Einsatzbereich 
von
bis zu 250°C.

von MaWin (Gast)


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> Gibts es dafür evtl eine andere Lösung?
> 4 Messverstärker sprengen absolut mein Budget.

Nein, dann gibt es keine andere Lösung.

Denn so 50ct pro Verstärker sind nicht zu unterbieten.

  +-----+---+------- Vref+
 R1    R2   |
  +-----)---)-R3-+
  |     |   |    |
  +-R6--)--|+\   |
  |     |  |  >--+-- A/D
  |     +--|-/   |
  |     |   |    |
 RTD    +---)-R5-+
  |    R4   |
  +-----+---+------- Vref-

Die Schaltung muß an deinen gewünschten Temperaturbereich angepasst 
werden, rechnen kannst du hoffentlich: 
http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3450
http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlung/Temperatur/Pt1000/Pt1000.html

Auch für Dreidraht oder Vierdrahtsensoren gibt es preiswerte Lösungen 
(nicht die Bausatzschaltung von Pollin, die misst auf Grund der 
vollkommen unpassend minderwertigen Bauteile eher ihre eigene Temperatur 
als die des Pt100)

Natürlich gibt es auch eine Lösung mit Umschaltung durch MOSFETs, wenn 
ein (kommerzieller) 1mA Messverstärker eingesetzt wird:

 +Ub
  |
 1mA
  v
  |
  +---+---+---+--- A/D-Messeingang
  |   |   |   |
  |   |   | Pt100
  |   |   |   |
  |   | Pt100 I|-- Steuersignal I/O-Pin 1
  |   |   |  S|
  | Pt100 I|--(--- Steuersignal I/O-Pin 2
  |   |  S|   |
Pt100 I|--(---(--- Steuersignal I/O-Pin 3
  |   |   |   |
  I|--(---(---(--- Steuersignal I/O-Pin 4
 S|   |   |   |
Masse-+---+---+  4 LogicLevel MOSFETs wie IRF7834

Auch damit ist es kein Problem, in 1 Sekunde alle 4 Sensoren zu messen.

von Pt100 (Gast)


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AlexKowalski schrieb:
> Leider müssen alle Temperaturen mehr oder weniger gleichzeitig
> eingelesen werden. ich sag jetzt einfach mal im 1 bis 2 min zyklus, und
> naja manuell umschalten ist für meine System keine wirklich gute option,
> deshalb die suche nach einer alternative zu Messverstärkern. :)

Alex schrieb:
> Auswertelektronik ist halt das manko, da ich halt keine 4 mv´s kaufen
> möchte, wobei ich sagen


Hm ich glaub du hast die vorredner falsch verstanden .... Es gibt 
analoge Umschalter die wie ein digitaler Multiplexer arbeiten, d.h. du 
ließt sensor1 aus, schaltest dann per µC um usw.
glaub 4066 ist z.B. einer ...

von Arc N. (arc)


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MaWin schrieb:
>> Gibts es dafür evtl eine andere Lösung?
>> 4 Messverstärker sprengen absolut mein Budget.
>
> Nein, dann gibt es keine andere Lösung.
>
> Denn so 50ct pro Verstärker sind nicht zu unterbieten.

Wer macht den Abgleich, wie  genau/stabil/teuer sind die nötigen 
Widerstände etc...

>   +-----+---+------- Vref+
>  R1    R2   |
>   +-----)---)-R3-+
>   |     |   |    |
>   +-R6--)--|+\   |
>   |     |  |  >--+-- A/D
>   |     +--|-/   |
>   |     |   |    |
>  RTD    +---)-R5-+
>   |    R4   |
>   +-----+---+------- Vref-

Empfehlung: AD7794/7795, ADS1148/1248 oder LMP90100. Stromquellen haben 
die alle eingebaut d.h. ein Referenzwiderstand genügt, um die vier 
Sensoren ratiometrisch messen zu können.
Wenn der Referenzwiderstand direkt an den Referenzeingängen des/der ADCs 
hängt, müssen u.U. deren Eingangsströme bei der Berechnung 
berücksichtigt werden.

von iaoffline (Gast)


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Arc Net schrieb:
> Empfehlung: AD7794/7795, ADS1148/1248 oder LMP90100. Stromquellen haben
> die alle eingebaut d.h. ein Referenzwiderstand genügt, um die vier
> Sensoren ratiometrisch messen zu können.

Wenn AlexKowalski das verstehen würde was du schreibst würde er die 
Fragen glaube ich anders stellen. Für dich und mich ist das kein 
Problem, aber z.B. ein Maschinenbauing. ist damit überfordert.

von Chris (Gast)


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Alex schrieb:
> Auswertelektronik ist halt das manko, da ich halt keine 4 mv´s kaufen
> möchte, wobei ich sagen muss das ich eben auf etwas interesanntes
> gestoßen bin MV zum super preis:
> Link
> http://www.pollin.de/shop/dt/NTU4OTgxOTk-/Bausaetz...
>
> was hälst du davon?

Da läuft es einem ja kalt den Rücken runter wenn man in das Schaltbild 
schaut :-)
http://www.pollin.de/shop/downloads/D810144B.PDF

von MaWin (Gast)


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> Wer macht den Abgleich

Abgleich ? Aus welchem vorigen jahrhundert bist du entsprungen ?
Man rechnet aus, welcher Pt100-Widerstandswert (und damit Temp)
zu welcher Spannung am A/D-Eingang führt, und das stimmt dann
auch.

> wie  genau/stabil/teuer sind die nötigen Widerstände etc...

So genau, wie man messen will. 0.1% gibt's auch bei Reichelt.
Man braucht so oder so entsprechend genaue Widerstände, denn
auch nach "Abgleich" ist bei 1% (oder 5%) Widerständen nicht
davon auszugehen, daß sie ihren Widerstandswert über die Zeit
genauer als 1% halten. Braucht man es präziser, hilft ein
anderes Konzept bei ein ein Vergleichswiderstand un der Pt100
umgeschaltet werden.

> Empfehlung: AD7794

Klar, 10 EUR Chips, aus Übersee zu beziehen. Das ist doch mal
wieder ein richtig aus dem Leben gegriffener Vorshlag.

von Arc N. (arc)


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iaoffline schrieb:
> Arc Net schrieb:
>> Empfehlung: AD7794/7795, ADS1148/1248 oder LMP90100. Stromquellen haben
>> die alle eingebaut d.h. ein Referenzwiderstand genügt, um die vier
>> Sensoren ratiometrisch messen zu können.
>
> Wenn AlexKowalski das verstehen würde was du schreibst würde er die
> Fragen glaube ich anders stellen. Für dich und mich ist das kein
> Problem, aber z.B. ein Maschinenbauing. ist damit überfordert.

Wenn "4 Messverstärker sprengen absolut mein Budget.", dann sollte man 
schon wissen was man tut (bzw. wissen wo/wen man fragen könnte).
Zur Not nimmt man fertig aufgebaute Eval-Kits und muss nur noch richtig 
verdrahten oder sieht sich andere/ähnliche Lösungen an 
(http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/51607a.pdf).

Zum anderen Frage ich mich gerade warum "Thermoelemnente .. zu
teuer" sind...
http://omega.de/produkt/t2/pt-pref.html

MaWin schrieb:
>> Empfehlung: AD7794
>
> Klar, 10 EUR Chips, aus Übersee zu beziehen. Das ist doch mal
> wieder ein richtig aus dem Leben gegriffener Vorshlag.

U.a. bei Digi-Key (ab 65 € versandkostenfrei) oder auch bei RS oder 
Farnell oder direkt vom Hersteller (zur Not als Muster). Wenn man die 
Fühler auch noch braucht, kann man die dort auch mitbestellen.
Oder einen LTC2440 mit Multiplexer, wenn man bei Reichelt bestellen 
will.
(Genug Werbung für heute)

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