Hallo! Ich möchte mir einen Messaufbau für ein Thermoelement basteln. Die Spannungswerte, die ich dafür messen muss, liegen im Bereich 0 - 0.0007 V. Bisher habe ich diese Werte mit nem Gerät von NI gemessen, das dafür ein 24 Bit ADC eingebaut hat. Dies hat auch sehr gut funktioniert. Jetzt möchte ich mir aber eine Stand-Alone Messapperatur aufbauen. Nun frage ich mich, ob dafür wirklich nen 24 Bit ADC notwendig ist. Denn dann bräuchte ich ja auch wieder nen entsprechend großen uC... Theoretisch würden 16 Bit - Auflösung locker reichen, allerdings find ich keine ADCs bei denen ich entsprechend kleine Referenzspannungen(mV - Bereich) anlegen kann. Hat jemand nen Tipp für mich, wie ich es angehen könnte? Viele Grüße Kolja
Ein Thermoelement auszumessen ist gar nicht so trivial, wie es sich zunächst anhört. Grundsätzlich musst du die Spannung, die das Element liefert, vor dem ADC verstärken. Das geht im einfachsten Fall mit einer Grundschaltung eines Operationsverstärkers. Es gab hier schon etliche Diskussionen darüber, wie man das bewerkstelligen kann. Gib dazu mal bei Google "Thermoelement Schaltplan" ein. Da solltest du einige Anstöße bekommen.
Seh' dir mal den LTC2400 an. Der hat 24bit (20 praktisch nutzbar). Die Referenzspannung ist bis auf 100mV spezifiziert. Was ist denn die gewünschte Auflösung? Kolja schrieb: > Denn dann > bräuchte ich ja auch wieder nen entsprechend großen uC Nö, auch ein 8 bit µC kann 24bit breite Messwerte verarbeiten.
Was du brauchst ein en Thermoelementverstaerker mit ColdJunction Kompensation. Analog Devices hat da einiges: http://www.analog.com/en/special-linear-functions/thermocouple-interface/products/index.html Die bringen dir dein Thermoelementsignal auf einen vernueftigen Pegel fuer einen normalen ADC.
Den LTC2400 hatte ich mir auch schon rausgesucht. Der scheint sich gut für meine Anwendung zu eignen. Krieg ich keine Probleme, wenn ich versuch nen atmega dranzuhängen und dann mit den 24-Bit Werten rechnen will? Fertig Thermoelementverstärker bringen mir insofern nicht so viel, da ich ein neuartiges Thermoelement benutze, das nicht geDINt ist.
Kolja schrieb: > da ich ein neuartiges Thermoelement benutze Dann sollte dir das Konzept eines Verstärkers bekannt sein.
Daniel Polz schrieb: > Ein Thermoelement auszumessen ist gar nicht so trivial, wie es sich > zunächst anhört. Mittlerweile ist das - mit dem passenden ADC - (fast) trivial -> AD7792/3/4/5, ADS1246/7/8, ADS1146/7/8 etc http://www.analog.com/en/circuits-from-the-lab/CN0206/vc.html Die Rechnung auf der Seite zur Bestimmung der Temperatur stimmt so allerdings nicht. Korrekt wäre zuerst die Temperatur der Kaltstelle in die passende Thermospannung umzurechnen, diese zur gemessenen Spannung des Thermoelements zu addieren und dann das Ergebnis in die Temperatur umzurechnen. Vorteil der Wandler von Analog: Interne Kalibrierung der Verstärkung (und des Offsets) (Restfehler in der Größenordnung des Rauschens...) und die Datenblattwerte zum Rauschen (40 nV RMS ~270 nV p-p) sind in der Praxis relativ einfach erreichbar. > Grundsätzlich musst du die Spannung, die das Element > liefert, vor dem ADC verstärken... und Optimierer schrieb: > Kolja schrieb: >> da ich ein neuartiges Thermoelement benutze > Dann sollte dir das Konzept eines Verstärkers bekannt sein. Das ist s.o. überflüssig
Kolja schrieb: > Krieg ich keine Probleme, wenn ich > versuch nen atmega dranzuhängen und dann mit den 24-Bit Werten rechnen > will? Nein, du packst die 24Bit werte in ein uint32_t und rechnest damit. Mal angenommen du programmierst in C.
Hallo, grundsätzlich musst du ein zu messendes Signal etwa auf die Grössenordnung der Referenzspannung, also 1..5V, verstärken, sonst verschenkst du den grössten Teil der möglichen Auflösung. Wenn du z.B. mit einem 5V-ADC eine Spannung von maximal 0,3V misst, so hast du 4 Bit Auflösung verschenkt. Für eine 16bit-Auflösung dann einen 20bit-ADC zu nehmen ist eine ziemlich dumme Lösung, aber möglich. Für die Messung ICs mit komplettem Datenerfassungssystem einzusetzen, ändert daran grundsätzlich garnichts, da ist bloss der Verstärker schon eingebaut. Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb: > Für eine 16bit-Auflösung dann einen 20bit-ADC zu > nehmen ist eine ziemlich dumme Lösung, aber möglich. Du sagst es. Das sind die gleichen Leute die früher bei einem Zeigerinstrument im 1. Drittel abgelesen haben. Aber es ist ja schick heute einen 24 Bit ASC einzusetzen. Mit passenden Verstärker vor dem ADC dürfte sogar der 10 Bit vom AVR ausreichen.
Es ist mitunter einfacher/billiger einen ADC mit ein paar Bits mehr zu nehmen, als ein analoges Frontend zu entwickeln.
Helmut Lenzen schrieb: > Reinhard Kern schrieb: >> Für eine 16bit-Auflösung dann einen 20bit-ADC zu >> nehmen ist eine ziemlich dumme Lösung, aber möglich. > > Du sagst es. Das sind die gleichen Leute die früher bei einem > Zeigerinstrument im 1. Drittel abgelesen haben. Aber es ist ja schick > heute einen 24 Bit ASC einzusetzen. Mit passenden Verstärker vor dem ADC > dürfte sogar der 10 Bit vom AVR ausreichen. Gefordert: 0 - 0.0007 V. VRef = 5 V d.h. die Verstärkung könnte 7142.8... sein. Ein LSB entspräche dann ~683 nV. Vorausgesetzt der ADC des AVRs liefert 10 Bit rauschfrei und hätte ebenso keine Nicht-Linearitäts/Offset/Verstärkungs- etc. Fehler wie der externe Verstärker usw...
Die ADs mit hoher Auflösung sind mittlerweile tatsächlich eine mögliche Alternative zum erst verstärken. Einige der ADs bieten auch schon eine interne Verstärkung um z.B. den Fakor 16. Der Messbereich geht dann nur noch bis z.B. 100 mV, und man verschenkt nicht mehr so viel. Man kann natürlich auch vorher verstärken, muss es aber nicht mehr. Von der Drift sind manche der Hochauflösenden Sigma-Delta ADs durchaus mit guten OPs vergleichbar . Hinsichtlich Preis und Größe ist da z.B ein MCP3421 schon nicht so leicht schlagen. Der AD im µC kann dann immer noch die Kaltstellentemperatur messen.
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