Guten Morgen, wie die Beitragstopic mitteilt, geht es um eine Schaltung für einen PT100/RTD. Das Forum stellt eine Vielzahl von Beiträgen bereit, die eine Auslegung mit verschiedenen Ansätzen beschreiben. Derzeit habe ich eine Schaltung im Betrieb, die mit einem Instrumentenverstärker von TI (XTR105 ~10€ + zusätzliche Verschaltung) läut. Damit bin ich auch soweit zufrieden. Allerdings möchte ich jetzt eine Schaltung mit 8-10 Pt100 realisieren (es handelt sich um 3-Leitersystem SCHALTUNG IST NICHT GANZ KORREKT). Deshalb würde ich gerne eine günstige Alternative zum XTR105 umsetzen wollen. Von einer Konstantstromquelle, die 1mA liefert, habe ich mich etwas distanziert, da die Meinungen bzw. Widersprüche im Forum auseinandergehen. Deshalb habe ich mich für einen Schaltungsaufbau mit der Wheatstone Bridge entschieden. Die Schaltung soll über einen AtMega2560 an den ADC 10Bit Ports angeschlossen werden. Der Messbereich soll sich im Bereich 0-100°C bewegen. Wobei die zu messenden Temperaturen ~20-80°C umfassen werden. Es werden einerseits H2O-, Luft- und Oberflächentemperaturen aufgezeichnet. Sensoren habe ich schon vorliegen. Im Anhang findet ihr meinen derzeitigen Ansatz. Kurze Erläuterung: 1.1) Der zweite Strang (2.4k + 100) erzeugt mir 200mV, damit ich 0°C als untersten Messwert führen kann. 1.2) Der erste Strang beinhaltet den PT100 (2.4k + Pt100). Dabei fließen ungefähr 2mA. Wenn ich jetzt also den Messbereich bis 100°C vorgehe, erhalte ich Spannungen von 200mV (100 Ohm) und ~272,79mV (138.5 Ohm). 1.3) Spannungen vom Strang 1 und Strang 2 wollte ich direkt an einen Differenzverstärker schicken. Ich war mir aber nicht ganz im Klaren, ob diese Werte die nachfolgende Schaltung nicht beeinflussen. Deshalb habe ich noch Impedanzwandler dazwischen geschaltet. 1.4) Der Differenzverstärker arbeitet mit einer Verstärkung von 68, sodass ich auf einen Messbereich von 0..4950mV komme, welche ich dann über den ADC einlesen kann. 1.5) Für die Operationsverstärker habe ich bei den ersten Überlegungen einen TS912 vorgesehen. Im Datenblatt sind mir aber der hohe Offset und Temp Drift aufgefallen. Der OPA2340 wäre optimal, aber mit ~2,5€ teuerer als ein MCP6022 (500µV Offset, 3.5µV/C Drift). Kurz zusammengefasst: R1 R2 2.4k 0.1% R3 100 0.1% R6 R7 1k 0.1% R8 R9 68k 0.1% OP MCP6022 Zum Schluss hätte ich noch ein paar Fragen an euch: 2.1) Impedanz + Diffverstärker durch ein IC Differenzverstärker mit prog Gain ersetzen? (habe allerdings noch nichts passendes gefunden) 2.2) zusätzliche Potis einsetzen für den Abgleich und wenn ja wo? Ich hoffe ihr könnt mir noch ein paar Tipps und Verbesserungsvorschläge zu diesem Schaltungsaufbau geben.
Angehängte Dateien:
-
pt100.jpg
46 KB
Dennis B. schrieb: > Allerdings möchte ich jetzt eine Schaltung mit 8-10 Pt100 > realisieren (es handelt sich um 3-Leitersystem SCHALTUNG IST NICHT GANZ > KORREKT). Deshalb würde ich gerne eine günstige Alternative zum XTR105 > umsetzen wollen. Einfach vor dem Eingang einen Analogmultiplexer schalten. 4051 oder so. Dein OP Eingang ist ja hochohmig deshalb macht auch der Rdson des Multiplexer nichts aus. So brauchst du deinen Verstaerker nur einmal. Eventuelle Messwertkorrekturen kannst du in Software machen sollten aber fast nicht noetig sein wenn du die R1 alle gleich hast. Wenn du anstatt R1 eine Stromquelle einsetzt kannst du die auch noch ueber einen Multiplexer an die PT100 anlegen. Der Innenwiderstand faellt in diesem Fall dann auch nicht in Gewicht.
Helmut Lenzen schrieb: > Einfach vor dem Eingang einen Analogmultiplexer schalten. Das ist eine gute Idee. Allerdings wird es beim XTR105 schwierig die pt100 durchzuschalten, da alle 3 Leitungen mit dem IC verbunden sind.
Dennis B. schrieb: > Allerdings wird es beim XTR105 schwierig die > pt100 durchzuschalten, da alle 3 Leitungen mit dem IC verbunden sind. Einen kannst du immer dran lassen. Der andere ist der Eingang und damit Hochohmig, also problemlos mittels Analogschalter schaltbar. Und die Speissung geht mittels Stromquelle also auch problemslos schaltbar.
Angehängte Dateien:
-
XTR105.jpg
110 KB
Helmut Lenzen schrieb: > Einen kannst du immer dran lassen. Der andere ist der Eingang und damit > Hochohmig, also problemlos mittels Analogschalter schaltbar. Und die > Speissung geht mittels Stromquelle also auch problemslos schaltbar. Es ist nicht ganz rübergekommen was du genau damit meinst. Ich habe die Schaltung für ein RTD 3-Leiter am XTR105 angefügt. Kannst du vielleicht kurz einzeichnen, wie du das genau meinst? Dann können wir weiter darüber diskutieren. Danke dir!
Dennis B. schrieb: > Guten Morgen, Moin! > Im Anhang findet ihr meinen derzeitigen Ansatz. Kurze Erläuterung: > 1.1) Der zweite Strang (2.4k + 100) erzeugt mir 200mV, damit ich 0°C als > untersten Messwert führen kann. Rechnung passt. > 1.2) Der erste Strang beinhaltet den PT100 (2.4k + Pt100). Dabei fließen > ungefähr 2mA. Wenn ich jetzt also den Messbereich bis 100°C vorgehe, > erhalte ich Spannungen von 200mV (100 Ohm) und ~272,79mV (138.5 Ohm). Kommt ebenfalls hin. > 1.3) Spannungen vom Strang 1 und Strang 2 wollte ich direkt an einen > Differenzverstärker schicken. Ich war mir aber nicht ganz im Klaren, ob > diese Werte die nachfolgende Schaltung nicht beeinflussen. Deshalb habe > ich noch Impedanzwandler dazwischen geschaltet. Gute Idee. Du hast dir vom Prinzip her einen Instrumentenverstärker diskret aufgebaut. Den könnte man so sogar benutzen. Aber man kann den noch ein bisschen umbauen, dann ist es sogar möglich die Differenzverstärkung über nur einen Widerstand einzustellen. (Wie beim Insturmentenverstärker halt). http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Der_Instrumenten-Verst.C3.A4rker > 1.4) Der Differenzverstärker arbeitet mit einer Verstärkung von 68, > sodass ich auf einen Messbereich von 0..4950mV komme, welche ich dann > über den ADC einlesen kann. Dein OPV ist ein Rail-to-Rail und du willst gar nicht die 100°C komplett haben, dann kommt das auch dicke hin. > 1.5) Für die Operationsverstärker habe ich bei den ersten Überlegungen > einen TS912 vorgesehen. Im Datenblatt sind mir aber der hohe Offset und > Temp Drift aufgefallen. Der OPA2340 wäre optimal, aber mit ~2,5€ teuerer > als ein MCP6022 (500µV Offset, 3.5µV/C Drift). Den Offset kann man auch noch ganz gut per Software rausrechnen. Der TS912 hat 5µV/C, der Unterschied ist nicht gerade groß. Bei einem Messbereich von 0-5V schaffst bei 10Bit auch noch keine µV aufzulösen. Bei rund 4mV pro Schritt brauchst eine Temperaturänderung von rund 800°C (Wenn ich da jetzt nicht falsch gerechnet habe ...) damit der ADC das überhaupt sieht. Rechnung: 4mV/(5µV/°C) = 800°C Natürlich überzeugen die 500µV Offset. Es ist daher irgendwo eine Kostenfrage. Für deine OPV Schaltung brauchst zwei OPVs, das wären bei dem TS912 rund 2€ und mit dem MCP6022 rund 5€. Und wenn du dann auch noch 8-10 Stück aufbauen willst, dann kann man sich den Offset in der Software lieber rausrechnen. > Zum Schluss hätte ich noch ein paar Fragen an euch: > 2.2) zusätzliche Potis einsetzen für den Abgleich und wenn ja wo? Man könnte an zwei Stellen eins einbauen. Einmal um die Verstärkung noch etwas abgleichen zu können und dann um den 0°C Punkt genau auf 200mV zu legen. Wie sieht deine Idee überhaupt genau aus. Willst du die Elektronik pro Sensor direkt an der Messtelle haben und den Wert zu einem zentralen Controller schicken? Oder willst die ganze Elektronik direkt zenztral haben und dann zu den Sensoren gehen? Man muss nicht umbedingt diese Schaltung 8-10mal aufbauen. Du kannst auch mehrere Sensoren direkt an einem Multiplexer hängen und dahinter dann mit deinen gewohnten XTR105 diese auslesen. Dann ist die Kosten/Nutzenfrage auch direkt geklärt.
Dennis B. schrieb: > Von einer Konstantstromquelle, die 1mA liefert, habe ich mich etwas > distanziert, da die Meinungen bzw. Widersprüche im Forum > auseinandergehen. Wieso das? Das ist d i e typische Standardschaltung für PT-Fühler. Wenn man die 1mA allerdings dauernd fliessen lässt, kommt es zu einer messbaren Eigenerwärmung des Fühlers. Um das zu verhindern, muss man takten. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Wieso das? Das ist d i e typische Standardschaltung für PT-Fühler. > Wenn man die 1mA allerdings dauernd fliessen lässt, kommt es zu > einer messbaren Eigenerwärmung des Fühlers. Um das zu verhindern, > muss man takten. > Gruss > Harald Du hast recht. Dadurch kann ich das Driftverhalten etwas kompensieren. mr. mo schrieb: > Wie sieht deine Idee überhaupt genau aus. Willst du die Elektronik pro > Sensor direkt an der Messtelle haben und den Wert zu einem zentralen > Controller schicken? Oder willst die ganze Elektronik direkt zenztral > haben und dann zu den Sensoren gehen? > > Man muss nicht umbedingt diese Schaltung 8-10mal aufbauen. Du kannst > auch mehrere Sensoren direkt an einem Multiplexer hängen und dahinter > dann mit deinen gewohnten XTR105 diese auslesen. Dann ist die > Kosten/Nutzenfrage auch direkt geklärt. Zu allererst möchte ich mich für deine ausführlichen Bemerkungen bedanken. Prinzipiell hätte ich die Schaltung 8mal aufgebaut an 8 verschiedenen ADCs. Aber wie vorher schon erwähnt könnte ich natürlich auch die einzelnen pt100 multiplexen (gibt bestimmt schöne mit I2C-Interface), entweder über die Schaltung (Beitrag 1 oder dein Vorschlag mit dem Instrumentenverstärker) oder ich nutze den XTR105. IDEE1) In der Schaltung (Beitrag 1) muss ich lediglich die "Messleitung", die zum Diffverstärker/Instrumentenverstärker geht multiplexen. IDEE2) XTR105 (Beitrag 27.04.2012 09:33) weiß ich noch nicht wirklich wo ich den Multiplexer ansetzen soll.
Dennis B. schrieb: > Aber wie vorher schon erwähnt könnte ich natürlich > auch die einzelnen pt100 multiplexen (gibt bestimmt schöne mit > I2C-Interface), entweder über die Schaltung (Beitrag 1 oder dein > Vorschlag mit dem Instrumentenverstärker) oder ich nutze den XTR105. Keine Ahnung ob es Multiplexer mit I2C gibt. Du musst aber auf jeden Fall darauf achten, dass man diesen auch für analoge Signale nehmen kann. Was mir auch noch hierzu eingefallen ist: Dennis B. schrieb: >Dabei fließen ungefähr 2mA. Ich weiß nicht in wie weit sich ein PT100 dabei erwärmt, evtl. sollte man darüber nachdenken. Harald Wilhelms hat das mit der Konstantstromquelle schon angesprochen. Wenn du aber dann einen Multiplexer nimmst und einen Sensor immer nur dann ausliest, wenn es nötig ist dann bleibt in Eigenerwärmung in Grenzen und kontrollierbar. (Natürlich nicht mehr wenn du den Sensor 10x pro Sekunde ausliest, kommt auf deine Anwendung an.)
mr. mo schrieb: > Wenn du aber dann einen Multiplexer nimmst und einen Sensor immer nur > dann ausliest, wenn es nötig ist dann bleibt in Eigenerwärmung in > Grenzen und kontrollierbar. (Natürlich nicht mehr wenn du den Sensor 10x > pro Sekunde ausliest, kommt auf deine Anwendung an.) Nehm ich nochmal zurück. Habe gerade daran gedacht die Brücken damit einzuschalten. Ist natürlich total der Schwachfug.
Harald Wilhelms schrieb: > Wenn man die 1mA allerdings dauernd fliessen lässt, Hier fliessen 2mA dauernd durch den PT100. Ist das so gewollt? Bedenke: Doppelter Strom = vierfache Verlustleistung! Damit ist dein PT-System nicht kompatibel/vergleichbar/austauschbar mit dem Industriestandard. Als Insellösung kannst du natürlich machen was du für Fehler-tolerierbar hälst.
Dennis B. schrieb: > Aber wie vorher schon erwähnt könnte ich natürlich > auch die einzelnen pt100 multiplexen. Ja, aber bitte sowohl Strom- wie auch Spannungspfad multiplexen. Dafür reichen einfache CMOS-Multiplexer. Wenn man zusätzlich einen oder mehrere Meßwiderstände mit in den Multiplexzyklus aufnimmt, kann man die Genauigkeit deulich steigern, weil z.B. der Fehler der KSQ dann rausfällt. Gruss Harald
Angehängte Dateien:
-
XTR105.jpg
110 KB
Harald Wilhelms schrieb: > Ja, aber bitte sowohl Strom- wie auch Spannungspfad multiplexen. > Dafür reichen einfache CMOS-Multiplexer. Wenn man zusätzlich > einen oder mehrere Meßwiderstände mit in den Multiplexzyklus > aufnimmt, kann man die Genauigkeit deulich steigern, weil z.B. > der Fehler der KSQ dann rausfällt. > Gruss > Harald 1) Bezogen auf die Schaltung (Anhang) würde ich, erster Ansatz, zwei Multiplexer verwenden und Rlin1(MUX1) und Rlin2(MUX2) trennen. 2) Bezogen auf meine ursprüngliche Schaltung/Instrumentenverstärker) würde ich lediglich die Messleitung trennen, also ein Multiplexer
Dennis B. schrieb: > 1) Bezogen auf die Schaltung (Anhang) würde ich, erster Ansatz, zwei > Multiplexer verwenden und Rlin1(MUX1) und Rlin2(MUX2) trennen. Noe. Als erstes wuerde ich die Linearisierung eh in Software machen. Spart schon mal 2 Widerstaende und ist genauer. Dann wuerde ich die Schaltung auf Seite 1 vorschlagen. Ein Mux kommt in die Leitung zum + Eingang. Der zweite Mux kommt in die Versorgung vom PT100 also dort wo die 0.8mA fliessen.
Dennis B. schrieb: > 2) Bezogen auf meine ursprüngliche Schaltung/Instrumentenverstärker) > würde ich lediglich die Messleitung trennen, also ein Multiplexer Wenn du fuer jeden PT100 einen Widerstand vorsiehst.
Helmut Lenzen schrieb: > Dennis B. schrieb: >> 1) Bezogen auf die Schaltung (Anhang) würde ich, erster Ansatz, zwei >> Multiplexer verwenden und Rlin1(MUX1) und Rlin2(MUX2) trennen. > > Noe. Als erstes wuerde ich die Linearisierung eh in Software machen. > Spart schon mal 2 Widerstaende und ist genauer. > Dann wuerde ich die Schaltung auf Seite 1 vorschlagen. > Ein Mux kommt in die Leitung zum + Eingang. > Der zweite Mux kommt in die Versorgung vom PT100 also dort wo die 0.8mA > fliessen. Die Linearisierung in der Software zu machen ist natürlich auch eine gute Variante. Helmut Lenzen schrieb: > Dennis B. schrieb: >> 2) Bezogen auf meine ursprüngliche Schaltung/Instrumentenverstärker) >> würde ich lediglich die Messleitung trennen, also ein Multiplexer > > Wenn du fuer jeden PT100 einen Widerstand vorsiehst. Da muss ich mich selber noch etwas Widersprechen, da ich auch hier zwei MUX brauche wegen Ron Widerstand... ...für beide Varianten XTR105 und Diffverstärker brauche ich die Multiplexer. Allerdings haben die doch einen ziemlich hohen Ron ~100 Ohm. Das wird doch die Messung stark beeinflussen oder bin ich da auf dem Holzweg?
Dennis B. schrieb: > ...für beide Varianten XTR105 und Diffverstärker brauche ich die > Multiplexer. Allerdings haben die doch einen ziemlich hohen Ron ~100 > Ohm. Das wird doch die Messung stark beeinflussen oder bin ich da auf > dem Holzweg? Im Prinzip ja aber ist gibt ja Tricks. Der Mux im Eingang stoert ja nicht. Wenn der Eingangswiderstand des OPs wesenlich groesser ist als der On- widerstand des Mux tritt an der Stelle keine Nennenswerte Spannungsteilung auf. Der ander Mux der den Versorgungsstrom umschaltet (deshalb ist hier eine KQ besser geeignet) macht auch nichts aus. Ein zusaetzlicher RDS On in der Leitung aendert ja den Strom nicht ist ja eine KQ.
Helmut Lenzen schrieb: > Der ander Mux der den Versorgungsstrom umschaltet > (deshalb ist hier eine KQ besser geeignet) macht auch nichts aus. Ein > zusaetzlicher RDS On in der Leitung aendert ja den Strom nicht ist ja > eine KQ. Stimmt natürlich! Den Punkt habe ich wieder nicht beachtet. Dann werde ich wohl den XTR105 nehmen und zwei Multiplexer (z.B. 4051) verwenden, die über ein I/O Expander über I2C gesteuert werden. Dadurch brauche ich lediglich die I2C Leitungen und eine Leitung zu einem ADC Port. Nochmal kurz zurück zu der Linearisierung. Ich werde die Schaltung umsetzen für das 3-Wire-Konzept inkl. Linearitätswiderständen, die ich zu Testzwecken einlöten kann oder unbeschaltet lasse, um eine softwareseitige Lösung zu generieren. Wenn ich es schaffe, dann werde ich am Wochenende einen Schaltplan hochladen.
Mit dem XTR105 geht es nicht so einfach mit einem MUX, da bräuchte man schon 4 MUX kanäle: für den PT100 Strom und Spannung und dann nochmal für den Ref. Kreis auch Strom und Spannung getrennt. Einfacher wäre da ggf. eine ganz andere Schaltung, mit einem köher auflösenden AD, alle RTDs Strommässig in Reihe und dann eine 4 Leitermessung über 2 Multiplexer. Nur die Linearisierung muss man dann in Software machen.
Ulrich schrieb: > Mit dem XTR105 geht es nicht so einfach mit einem MUX, da bräuchte man > schon 4 MUX kanäle: für den PT100 Strom und Spannung und dann nochmal > für den Ref. Kreis auch Strom und Spannung getrennt. Hi Ulrich, den ersten Absatz musst du mir nochmal erklären. Wieso brauche ich vier MUX? Wenn ich doch Rline1 und Rline2 trenne, dann hängt der PT100 doch gar nicht mehr an der Schaltung bzw. gibt es keinen "Stromkreis". Oder habe ich etwas übersehen?
Die Widerstände R Line1 und R Line 2 sollte man nicht unnötig vergrößern durch den MUX. Im Idealfall sind die Widerstände gleich groß (oder besser klein) und der Spannungsabfall über die Widerstände stört nicht so sehr. Die Diffrenz R_Line1-R_Line2 geht aber als Fehler ein. Die Leitungswiderstände sind eher so von der Größe 1 Ohm, und relativ konstant und gleich. Die Widerstände der einfachen MUX sind mehr so bei 50-100 Ohm und relativ stark von der Temperatur abhängig. Da sind dann schon mal Unterschiede von einigen Ohm drin, selbst wenn mit ICs mit beiden MUX in einem IC nimmt. Wenn man es richtig machen will gehören da getrennte MUX hin für die Pins IR1 , IR2, Vin+ und Vin-. Wie man das dann mit der Linearisierung noch machen kann ist dabei noch nicht klar - eventuell geht es mit MUX, eventuell auch nicht.
Ulrich schrieb: > Die Widerstände R Line1 und R Line 2 sollte man nicht unnötig vergrößern > durch den MUX. Im Idealfall sind die Widerstände gleich groß (oder > besser klein) und der Spannungsabfall über die Widerstände stört nicht > so sehr. Die Diffrenz R_Line1-R_Line2 geht aber als Fehler ein. stimmt... Ulrich schrieb: > Die Leitungswiderstände sind eher so von der Größe 1 Ohm, und relativ > konstant und gleich. Die Widerstände der einfachen MUX sind mehr so bei > 50-100 Ohm und relativ stark von der Temperatur abhängig. Da sind dann > schon mal Unterschiede von einigen Ohm drin, selbst wenn mit ICs mit > beiden MUX in einem IC nimmt. > > Wenn man es richtig machen will gehören da getrennte MUX hin für die > Pins IR1 , IR2, Vin+ und Vin-. Wie man das dann mit der Linearisierung > noch machen kann ist dabei noch nicht klar - eventuell geht es mit MUX, > eventuell auch nicht. getrennte MUX hätte ich vorgesehen. Wenn ich nach dem Datenblatt von z.B. 74HC4051 gehe, dann kann ein deltaR zwischen den Channels von bis zu 9 Ohm vorliegen. Bei zwei verschiedenen MUX bleibt das natürlich auch nicht aus. Also nochmal die Lösung überdenken...
@Dennis Deshalb sagte ich ja das du die Linearisierung am besten in Software machst, dann brauchst du die beiden Widerstände nicht.
Darf es auch ein passender ADC (+ u.U. Multiplexer) sein? AD7794/95, ADS1248/1148, LMP90100 http://www.ti.com/lit/an/snaa130/snaa130.pdf (je nach Kontruktion der Sensoren bzw. in Abhängigkeit vom Einsatzbereich, reichen dann als ext. Schaltung simple RC-Filter + ein Referenzwiderstand)
Also die Idee mit dem XTR105 und multiplexen der einzelnen PT100 habe ich mir aus dem Kopf geschlagen. Das wird aufgrund des Ron des MUX nicht funktionieren. Wie schon erwähnt werde ich nicht 8 XTR105 besorgen, da das preislich uninteressant ist. Ich habe bei Mouser einen interessanten Instrumentenverstärker gefunden MAX4460, der ein variablen GAIN hat und unipolar betrieben werden kann. Davor packe ich dann die Messbrücke. Ein IC kostet 2,29€. Ein paar Widerstände und dann sollte es laufen.
Angehängte Dateien:
-
pt100_MAX4460.jpg
630 KB
So ich habe mich jetzt etwas näher mit dem MAX4460 beschäftigt und ein Schaltungsvorschlag angehängt. Am Eingang des Instrumentenverstärker habe ich wieder meine Messbrücke angefügt. Ein Strang beinhaltet ein Spannungsteiler der mir 200mV erzeugt, um den Messbereich von 0°C starten zu lassen. Der Strang mit dem PT100 erzeugt mir 200mV @0°C und 272,799mV @100°C. Dadurch ergibt sich ein deltaU von 0..72,799mV. Um die ganzen 10Bit des ADC ausnutzen zu können lege ich den variablen Gain des MAX4460 fest. Mit 5V und 72,799mV ergibt sich eine theoretische Verstärkung von ~68,68. Deshalb werde ich den Gain mit einer Aufteilung von 68k + 1k Poti und 1k festlegen. Dadurch ist es mir möglich den Endwert genau festzulegen. Gibt es eurerseits noch irgendwelche Verbesserungsvorschläge?
Dennis B. schrieb: > So ich habe mich jetzt etwas näher mit dem MAX4460 beschäftigt und ein > Schaltungsvorschlag angehängt. Hast Du eigentlich irgendwo geschrieben, welche Genauigkeit Du erwartest? Z.Z. sieht mir das ganze eher wier ein Schätzeisen aus. Für Genaigkeiten von 2...3K braucht man eigentlich keine PT100. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Hast Du eigentlich irgendwo geschrieben, welche Genauigkeit Du > erwartest? Z.Z. sieht mir das ganze eher wier ein Schätzeisen aus. > Für Genaigkeiten von 2...3K braucht man eigentlich keine PT100. Oh wo siehst du denn die Probleme? Stimmt zu der Genauigkeit habe ich noch nichts gesagt. Also 1K Genauigkeit sollten es mindestens sein. Wenn ich 0.5K bekommen sollte, dann wäre es top. PS: Zeichnung wieder nicht ganz korrekt. Habe 3-Leiter und kein 2-Leiter Pt100
Dennis B. schrieb: > Stimmt zu der Genauigkeit habe ich noch nichts gesagt. Also 1K > Genauigkeit sollten es mindestens sein. Wenn ich 0.5K bekommen sollte, > dann wäre es top. Dann solltest Du auch die Standardschaltung mit Multiplexer und KSQ nehmen. Andererseits; für 0,5...1K könnte man auch Standard- Halbleiterfühler für Direktanschluss an µCs nehmen und hätte dann einen wesentlich geringeren Aufwand. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Dann solltest Du auch die Standardschaltung mit Multiplexer und > KSQ nehmen. Welche Standardschaltung meinst du? Kannst du denn eine KSQ empfehlen? Ich habe im Forum geschaut und viele haben vom LM334 (für 1mA) abgeraten oder einen großen Schaltungsaufwand betrieben.
Dennis B. schrieb: > Harald Wilhelms schrieb: >> Dann solltest Du auch die Standardschaltung mit Multiplexer und >> KSQ nehmen. > > Welche Standardschaltung meinst du? Einfache KSQ, und Multiplexer, der vierpolig zyklisch zwischen allen Messstellen und ein bis zwei Präzisionswiderständen umschaltet. > Kannst du denn eine KSQ empfehlen? Typisch würde ich da die normale ein OPV-Schaltung nehmen, wie sie z.B. im Tietze/Schenk beschrieben ist. Dazu brauchst Du einen AD- Wandler mit mindestens 16 Bit. Mit einer ähnlichen Schaltung habe ich ein Präzisions-Thermometer mit einer Genauigkeit von wenigen mK gebaut. Zusätzlich war da allerdings eine Thermospannungskompensation drin. Darauf kann man bei geringen Genauigkeitsanforderungen verzichten. Durch den niedrigen Übersetzungsfaktor Temp./Spannung von PT100 wird eine entsprechende Auswertung immer aufwändiger, als Schaltungen mit Halbleiterfühlern. Andererseits ist so eine Genauigkeit von besser 1mK möglich. Selbst die PTB verwendet PT-Fühler für Ihre Kalibrierungen mit allerdings niedrigeren Widerständen. Gruss Harald
Aber ich hätte noch eine Frage bezüglich meines letzten Schaltungsaufbaus. Du sagtest, dass ich damit keine genauen Messwerte erzielen kann. Wo siehst du denn da die Ungenauigkeiten? Bitte nicht falsch verstehen. Ich muss in dem Bereich noch dazulernen. Harald Wilhelms schrieb: > Typisch würde ich da die normale ein OPV-Schaltung nehmen, wie sie > z.B. im Tietze/Schenk beschrieben ist. hast du vielleicht irgendwo ein Bild dieser KSQ? Ich komme erst am Mittwoch an unsere Bib. Harald Wilhelms schrieb: > Dazu brauchst Du einen AD- > Wandler mit mindestens 16 Bit. Im AtMega habe ich 10Bit Wandler verbaut. Wenn du aber sagst mit deiner Schaltung wird es viel genauer und ich brauche keinen weiteren großen Aufwand betreiben, dann werde ich mir wohl diese Bausteine besorgen müssen. Also habe ich das richtig verstanden? Ich nehme eine KSQ (1mA?) und greife die Spannung über den PT100 direkt ab (welche über einen MUX zu-/abgeschaltet werden) und werte mit dem ADC aus ohne zu verstärken?
Dennis B. schrieb: > Aber ich hätte noch eine Frage bezüglich meines letzten > Schaltungsaufbaus. Du sagtest, dass ich damit keine genauen Messwerte > erzielen kann. Wo siehst du denn da die Ungenauigkeiten? Z.B. in dem Vorwiderstand an 5V. Dadurch bekommst Du einen zusätz- lichen Temperaturfehler. Das Poti zur Verstärkungseinstellung bringt auch zusätzliche Fehler. Dann die Eigenerwärmung. Einen echten Vierpolanschluss hast Du ja wohl auch nicht. Wenn ich noch länger suche wird mir vermutlich noch mehr auffallen. >> Typisch würde ich da die normale ein OPV-Schaltung nehmen, wie sie >> z.B. im Tietze/Schenk beschrieben ist. > > hast du vielleicht irgendwo ein Bild dieser KSQ? Ich komme erst am > Mittwoch an unsere Bib. Nein, aber KSQ-Schaltungen gibts ja nun wirklich massenhaft im Netz. Wenn Du abwechselnd den PT und einen Meßwiderstand misst, spielt eine etwaige Langzeitdrift überhaupt keine Rolle. >> Dazu brauchst Du einen AD- >> Wandler mit mindestens 16 Bit. > Im AtMega habe ich 10Bit Wandler verbaut. Da Du ja nur eine kleine Widerstandsänderung nutzen kannst, wären mir die 10 Bit zu knapp, zumal Du ja 1...2Bit am Ende wohl sowieso nicht nutzen kannst. Du brauchst ja gar keinen speziellen AD-Wandler, sondern nur einen etwas genaueren. Sinnvoll wäre es natürlich, da ein Modell zu wählen, welches scon kleine Spannungen umsetzen kann. Spontan fällt mir da der 7109 ein; es gibt da aber sicherlich X andere Modelle. > Also habe ich das richtig verstanden? Ich nehme eine KSQ (1mA?) und > greife die Spannung über den PT100 direkt ab (welche über einen MUX > zu-/abgeschaltet werden) und werte mit dem ADC aus ohne zu verstärken? Kommt auf Deinen AD-Wandler an. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Spontan fällt mir da > der 7109 ein; es gibt da aber sicherlich X andere Modelle. Den hatte ich auch schon mal dafür benutzt. War problemlos anschliessbar. Wenn man seinen Takt so einstellt das es ein vielfaches der Netzfrequenz ist fällt diese aus dem Messergebnis raus.
Ich muss mich bei euch (Harald & Helmut) echt bedanken, dass ihr so geduldig mit mir seid. Nach ein paar Recherchen ist es doch ratsamer, dass ich eine KSQ verwende. Durch Zufall ist mir dieser IC aufgefallen. Von Linear gibt es eine programable current source LT3092, die es ermöglicht durch zwei Widerstände einen festen Strom von 0.5mA-200mA auszugeben. Dann werde ich euren Vorschlag mit dem MUX anwenden. 1 KSQ mit der ich die PT100 Versorgungsleitung speise und die Messleitung aller PT100 an den Instrumentverstärker. Und über einen Spannungsteiler hole ich mir den Spannungsabfall bei 0°C...hmm aber wahrscheinlich ist es besser für jeden PT100 ein Instrumentverstärker zu nutzen oder?
Hi, die: http://www.pollin.de/shop/downloads/D810144B.PDF machen es mit einem TLC2264. Vielleicht als Anregung. TS
Für jeden PT100 einen eigenen Differenzverstärker ist aufwendig - den MUX 3-polig auszuführen ist da weniger Aufwand. Ein Pin der PT100 kann immer an GND bleiben, deshalb reichen 3 Pole. Für viele Sensoren lohnt dann halt auch schon ein etwas besserer AD Wandler - die haben teils auch schon gleich einen Differenzeingang mit drin, und oft auch gleich eine gute Unterdrückung von 50 Hz / 100 Hz Störungen. Durch das mehr am Auflösung kann man sich den 2. Zweig der Brücke sparen und eine 4 Leitermessung ist kaum mehr Aufwand. Eine billige und trotzdem nicht schlechte Lösung wäre als AD so etwas wie MCP3426 und dann 3 MUX wie 74HC4051 für 8 Kanäle und einen Kanal Ref. Widerstand (über MUX des ADs). Dazu dann eine Konstantstromquelle mit OP - besonders genau muss die auch nicht sein, da könnte ggf. auch eine Version einfach mit JFET und Widerstand schon reichen. Die 3 MUX können parallel gesteuert werden (3 bzw. 4 Leitungen) und der AD geht per I2C. Das einzige ist, das die Messung nicht besonders schnell geht, also eher 1 Sekunde für alle 8 Sensoren.
Aber in meinem System habe ich nur ein 3-Leitersystem. Wenn ich die KSQ dann für jeden PT100 durchschalte ist ja alles in Ordnung, da der Strom ja wichtig ist. Aber wenn ich dann noch die Messleitung zum ADC mit dem MUX betreibe, dann kann das doch nicht gehen, weil ich doch den Widerstand des MUX in der Leitung habe oder nicht?
Wenn du eine Spannung schalten willst must du dafür sorgen das der Strom über den Schalter klein ist. Also die Last wesentlich grösser als der RDS On ist. Willst du einen Strom schalten dann sorge dafür das der Strom konstant bleibt der über den Schalter fliest. Dann ändert der RDS On den Strom nicht. Also eine KQS
So ich habe mich wieder etwas schlau gemacht. Ich habe von TI einen ADC mit 16Bit und PGA gefunden (ADS1115). Meine PT100 werde ich jetzt über eine KSQ versorgen LT3092. Diese schalte ich dann jeweils mit einem MUX (ggf. 4051)durch. Die dritte Leitung der PT100 hängt dann direkt an dem ADC. Durch den GAIN von 16 am ADC kann ich einen max. Hub von 256mV am Eingang fahren. Allerdings bringt mir das ja nicht viel, da ich keinen definierten Messbereich habe, sodass ich nur ein paar mV Hub von 0-100°C habe und die Genauigkeit wieder flöten geht. Hmhmhm alles doof.
So schlimm ist das mit dem Messbereich nicht: Von 0-100 C ändert sich der Widerstand, und damit die Spannung am PT100 um etwas über 30%. Gegenüber der Brückenschaltung, wo der Nullpunkt abgezogen wird, vergrößert sich der Wertebereich also um rund den Faktor 4 - da reichen 2 Bits mehr bei der Auflösung um das zu kompensieren und die Hälfte der Brückenschaltung einzusparen. Das sind zwar nur Widerstände, aber bei hohen Ansprüchen werden auch die teuer, ggf. sogar teurer als der AD. Die Änderungen der Spannung sind in beiden Fällen kleine - daran kann man so einfach nichts ändern, außer einen anderen Sensor zu nehmen. Wenn es unbedingt bei der 3 Leiterverbindung bleiben soll, kann man dies auch über den MUX machen. Es wird dann halt je 2 Spannungen gemessen und dann rechnerisch Korrigiert. Das braucht aber mehr Aufwand beim MUX als die 4 Leiterschaltung. Alternativ ginge die Korrektur auch analog mit einem OP: Die Spannung über den Draht nach GND wird verdoppelt, und der AD misst dann dagegen die Differenz.
Ulrich schrieb: > Wenn es unbedingt bei der 3 Leiterverbindung bleiben soll, kann man dies > auch über den MUX machen. Es wird dann halt je 2 Spannungen gemessen und > dann rechnerisch Korrigiert. Das braucht aber mehr Aufwand beim MUX als > die 4 Leiterschaltung. Also ich hätte das jetzt so aufgebaut. Da messe ich doch lediglich 1 Spannung! Oder habe ich da etwas verpasst? KSQ (1-2mA, je nachdem wie nah ich an die 256mV komme) | | MUX MUX... | | | | PT1--ADC1 PT2--ADC2... | | | | GND GND
So wie es angedeutet ist, wird nichtmal eine richtige 3 Leitermessung gemacht. Eine mögliche Lösung wäre die folgende Schaltung, für eine richtige 3-Leitermessung: KSQ |---------------- R_Ref Ref. Eingang/Kanal des AD |---------------- MUX1 | |-------MUX2----------------- | | PT100 AD (Differenz) |-------MUX3--- Verst * 2 -- | - GND Der PT100 ist für die Kanäle getrennt, der Rest ist nur einmal da für alle Kanäle. Ohne die Verstärkung geht es, wenn man getrennt noch einmal die Spannung von GND zum MUX3 misst und dann rechnerisch von der Spannung zwischen MUX2 und MUX3 abzieht.
Ulrich ist muss dir völlig recht geben, dass ich die 3-Leitermessung nicht korrekt dargestellt habe. War schon etwas spät gestern Abend. Dank deiner Darstellung habe ich hoffentlich eine Lösung. Als ADC nehme ich den ADS1115 von TI mit 16Bit, 4CH und 4.096V Ref. Über ein Gain von 16 kann ich auf bis zu 256mV am Eingang runter. Für die drei MUX nehme ich den 74HC4051 und zur Ansteuerung den PCA9557 (I/O Expander) von TI KSQ |-------------- AD CH0 R_Ref 100 Ohm Differential Mode Messung |-------------- AD CH1 MUX1 | |-------MUX2--- AD CH2 Single Ended bezogen auf GND | PT100 |-------MUX3--- AD CH3 Single Ended bezogen auf GND (Softwareseitig x2) | - GND Jetzt muss ich mir das gleich nochmal genau auf Papier malen damit sich keine Fehler mehr einschleichen. Kurz gegenrechnen und hoffentlich kommt jetzt ein "OK" von euch :)
Nachtrag: Ich hatte erst Bedenken, dass ich die MUX nicht mit einem I/O Expander (8Bit) steuern kann. Aber ich kann MUX1, MUX2, MUX3 gleichzeitig über 3 Outputs ansteuern, sodass ich 5 I/O Pins noch für etwas anderes gebrauchen kann.
----- | KSQ | ----- | |------------ ADC CH0 ------- | R 100 | ------- |------------ ADC CH1 | | | |------------ ADC CH2 | ------- So müsste ich doch nur CH2 von CH3 abziehen ohne | PT100 | das Ergebnis von CH3 zu verdoppeln oder? Dadurch ------- habe ich doch den Leitungswiderstand rausgerechnet?! | | | --------- ADC CH3 | GND
Einfach nur die Differenz von CH2 nach CH3 eliminiert nur den einen Zuleitungswiderstand, nämlich den vom PT100 nach GND. Am einfachsten wäre da ein 4 Leiter Anschluss des PT100 und CH2 an die 2. Leitung zum PT100. Sonst muss man halt noch einmal die Spannung von CH3 (rel. zu GND) abziehen, mit der für 3 Leiter üblichen Annahmen das der Leitungswiderstand gleich ist.
Ulrich schrieb: > Einfach nur die Differenz von CH2 nach CH3 eliminiert nur den einen > Zuleitungswiderstand, nämlich den vom PT100 nach GND. Am einfachsten > wäre da ein 4 Leiter Anschluss des PT100 und CH2 an die 2. Leitung zum > PT100. > > Sonst muss man halt noch einmal die Spannung von CH3 (rel. zu GND) > abziehen, mit der für 3 Leiter üblichen Annahmen das der > Leitungswiderstand gleich ist. Ich habe mich in der Darstellung vertan. Ich meine bei der Rechnung CH2-CH3 nicht CH3-CH2. ----- | KSQ | ----- | |------------ ADC CH0 ------- | R 100 | ------- |------------ ADC CH1 | | | |------------ ADC CH2 | W1 | ------- | PT100 | ------- | | W2 W3 | --------- ADC CH3 | GND Ich habe doch bei der Messung CH2... --> Leitung - Pt100 - Leitung - GND Bei der Messung CH3 habe ich--- --> Leitung - Leitung - GND Wenn ich dann CH2 - CH3 rechne, dann habe ich doch nur den PT100 übrig und die Leitung ist eliminiert oder habe ich bei der Konfiguration etwas falsch angedacht?
so noch eine kurze Änderung der Zeichnung Hoffentlich passt es jetzt. Ich war etwas verwirrt wie ich den PT100 anschließe. Also... über CH0-CH1 bekomme ich die Spannung über R100 und über pt100 = 2xCH2 - CH1 ----- | KSQ | ----- | |------------ ADC CH0 ------- | R 100 | ------- |------------ ADC CH1 | MUX1 | | | W1 W2----MUX2---- ADC CH2 | | ------- | PT100 | ------- | W3 | | GND So in Ordnung oder muss noch etwas geändert werden?
Die letzte Version funktioniert nicht, weil man den MUX für den Strom dazwischen hat. Die Version davor geht im Prinzip, nur muss man noch einmal die Spannung zwischen GND und CH3 abziehen. Bei der Kompensation der Leitungswiederstände fällt am Widerstand W3 keine Spannung ab, weil da kein Strom fließt. Das würde erst gehen, wenn man da noch eine Zusätzliche Stromquelle gleicher größe an W3 hätte - das bräuchte dann aber noch eine Stromquelle und einen zusätzlichen MUX. Das Prinzip wird bei der Brückenschaltung genutzt. Die Alternativen habe ich schon oben 2 mal genannt: zusätzlich die Spannung von CH3 nach GND messen und abziehen, oder die Spannung an CH3 um den Faktor 2 verstärken. Die Verstärkung kann hinter dem MUX sein, wird also nur einmal benötigt.
Angehängte Dateien:
-
Dreleitermessung.png
6,3 KB
Ulrich schrieb: > KSQ > |---------------- > R_Ref Ref. Eingang/Kanal des AD > |---------------- > MUX1 > | > |-------MUX2----------------- > | | > PT100 AD (Differenz) > |-------MUX3--- Verst * 2 -- > | > - GND Ich weiß, du meintest die Schaltung die du schon einmal kurz erläutert hast. Sei mir bitte nicht böse, aber leider liegen mir immer noch ein paar Unklarheiten vor bezogen auf...Wo genau die MUX und wo die AD CH anschließen. Wahrscheinlich mache ich mir das Problem komplizierter als es ist. Wir reden doch von der Dreileiterschaltung wie ich sie als Bild angefügt habe? Oder muss ich noch einen MUX an W3 schalten damit es funktioniert. So würde ich dann einmal die Leitungswiderstände W1-W3 haben und ein MUX in Reihe.
Ulrich schrieb: > Die letzte Version funktioniert nicht, weil man den MUX für den Strom > dazwischen hat. Meintest du damit, dass in der Leitung nach GND ein MUX fehlt, um einerseits den Leitungswiderstand und den Ron des MUX rausrechnen zu können? Wenn ich deine Aussage jetzt richtig verstanden habe, dann müsste es prinzipiell so aussehen... ----- | KSQ | ----- | |------------ ADC CH0 (Single Ended - GND) ------- | R 100 | ------- |------------ ADC CH1 (Single Ended - GND) | MUX1 | | | W1 W2----MUX2---- ADC CH2 (Single Ended - GND) | | ------- | PT100 | ------- | W3 | MUX3 <--- "Änderung" | GND ...zusammenfassend hätte ich dann: R_Ref --> CHO - CH1 = R_Ref PT100 --> CH1 - 2xCH2 = PT100
Die Leitungswiderstände geben nur dann einen Spannungsabfall, wenn da auch ein nennenswerter Strom fließt. Die Eingänge des ADs haben einen eher vernachlässigbaren Strom, eine MUX oder einen lange Leitung am Eingang des ADs hat also keinen Effekt, nicht negativ, aber auch nicht zum kompensieren einer Spannung. Für die Widerstände der Zuleitung hat man 2 Möglichkeiten: 1. Man hat eine Leitung für den Strom, und misst die Spannung über eine 2. Leitung. Das macht man bei der 4 Leitertechnik an beiden Seiten, bei der 3 Leitertechnik teilweise bei der anderen Seite. 2. Als Ausgleich für die Spannung am Leitungswiederstand wird eine gleich große Spannung abgezogen, die sich auch aus Strom mal Leiterwiderstand ergibt, allerdings mit einer anderen Leitung. Das macht man bei der 3 Leitertechnik. Der Plan von 29.04.2012 21:27, war doch eigentlich schon OK, nur was man als Ergebnis nutzt muss man noch richtig machen: Die Widerstände W2 und W3 geben keinen Beitrag zur Spannung zwischen CH2 und CH3, denn W2 ist nicht im Umlauf für die Spannung, und W3 ist praktisch Stromlos. Den Widerstand W1 muss man aber noch Rechnerisch kompensieren: Unter der Annahme das W1 und W2 gleich groß sind, sind die Spannung an W1 und W2 gleich groß. Die Spannung an W2 kann man messen ( = CH3 gegen GND) und dann abziehen.
okay jetzt habe ich es verstanden...hoffentlich :) Die Erklärung aus deinem letzten Beitrag habe ich hier als Diagramm (inkl. MUX) und Beschreibung übernommen... W1 z.B. Leitung weiß W2 & W3 z.B. Leitung rot MUX jeweils 4051 1. Messung CHO-GND minus CH1-GND --> R100 2. Messung CH1-GND minus 2x CH2-GND (weil zweimal die Zuleitung abgezogen werden muss) KSQ | |------------ ADC CH0 R 100 |------------ ADC CH1 | MUX | W1 | PT100 | | W2 W3 | | MUX2 MUX3 | --------- ADC CH2 | GND Segnest du die Schaltung ab oder gibt es noch wichtige Anmerkungen?
Das Problem hatten wir schon einmal, so wird das nichts. Die Multiplexer haben einen relativ großen, schlecht definierten Widerstand, und sollten daher exakt raus-fallen, wie bei der 4-Leitermessung. Das heißt der MUX dient entweder dazu da einen Strom durch zu schicken oder darüber einen hochohmigen AD oder Verstärker mit der Schaltung zu verbinden. Die Spannung über einem MUX wo der Messstrom durchfließt ist als weitgehend undefiniert zu betrachten. Wie es richtig geht hab ich jetzt schon häufig genug geschrieben, hier ein letzter Versuch, eigentlich so ähnliche wie 29.04.2012 22:12, nur die noch fehlenden Multiplexer dazu: ----- | KSQ | ----- | |------------ ADC CH0 ------- | R 100 | ------- |------------ ADC CH1 | MUX 1 | |------MUX 2 ------ ADC CH2 | W1 | ------- | PT100 | ------- | | W2 W3 | ----MUX 3----- ADC CH3 | GND Die Auswertung dann mit (ADC0-ADC1) für die Referenz und (ADC2-ADC3) - (ADC3-GND) für die Signalspannung.
Ohne deine Erklärungen wäre ich wahrscheinlich wieder bei einer Genauigkeit von +-10K oder noch schlechter. Deshalb möchte ich mich nochmals bei dir bedanken, dass du so lange mit mir weiter diskutiert hast. Deinen letzten Vorschlag werde ich jetzt in meiner Schaltung übernehmen. Wenn morgen die Schaltung fertig ist, dann werde ich noch einen Screenshot hochladen für diejenigen, die sich dafür interessieren. Nochmals danke!!!
Angehängte Dateien:
-
pt100_3wire_8sensors.jpg
220 KB
Nachtrag: Im Anhang die durch das Konzept umgesetzte Schaltung. Danke nochmal für die Unterstützung
Hey, funktioniert deine Schaltung wie abgebildet? Ich suche gerade nach einer Möglichkeit 4 PT100 auszulesen. Wenn ich die Schaltung richtig verstehe, dient der 100 Ohm Widerstand zur Messung des Stroms, den die KSQ liefert. Dann könnte man doch auch eine OpAmp KSQ nehmen, da es sowieso nicht so sehr auf Genauigkeit ankommt? Ulrich schrieb: > Die Auswertung dann mit (ADC0-ADC1) für die Referenz und (ADC2-ADC3) - > (ADC3-GND) für die Signalspannung. Müssten nicht 2x (ADC3-GND) abezogen werden, wegen 2 Zuleitungen?
Hi! Schuldigung für die späte Antwort! Ich habe jetzt meine Platinen fertig bestückt. Wenn ich es schaffe, dann werde ich kommende Woche einen Testlauf mit einen PT100 starten bzw. mit Referenzwiderständen. @Johannes Du hast Recht ich muss den zweiten Term doppelt nehmen damit ich den Leitungswidestand raus rechne. Gruß Dennis
Hi Johannes! Die Temperaturschaltung ist nur ein Teil meines Projektes. Allerdings habe ich schon die Funktion überprüft und feststellen können, dass es funktioniert. Über die Genauigkeit kann ich mir noch kein Urteil erlauben, da ich dazu noch mehr Messungen durchführen muss. Prinzipiell geht es aber :) Gruß
Noch ein kurzes Statement von mir bezüglich der Schaltung. Gestern habe ich mich wieder um meine Elektronik gekümmert und auch die Temperaturmessung getestet. Über meinen Ref Widerstand konnte ich ermitteln, dass ich nicht ganz 1.5mA habe sondern 1.63mA. Ich konnte auch den PT100 durchmessen. Allerdings blieb mir die Messung der Zuleitung über Wire3-Wire2 verwehrt. Der ADC konnte das Signal nicht erfassen. Ich weiß leider nicht wieso. Mit dem Messgerät habe ich an der Leitung 0.3mV anliegen. Diese liegt auch direkt am ADC an. Allerdings spuckt mir dieser im Debugger immer -1 => -0.0078mV (bei PGA +-0.256V) aus. Es wundert mich etwas, da ich einen 16Bit ADC habe und diese Messung eigentlich möglich sein sollte. 16Bit-1Bit(Vorzeichen)-1Bit(LSB) => 14Bit und das entspricht bei +-0.256V => 0.015mV.
hallo zusammen, ja es ist ein alter thread und ein altes problem, aber es wir dimmer wieder auf diesen thread verwiesen und bei mir im kopf hat es noch nicht ganz klack gemacht .. einen multiplexer will ich eigentlich da ich einen ad Wandler habe der 8 ports hat .. das reicht mir .. demnach wäre ja der Vorschlag von oben gekürzt um den mix wie folgt ----- | KSQ | ----- | |------------ ADC CH0 ------- | R 100 | ------- |------------ ADC CH1 | | |------------ ADC CH2 | W1 | ------- | PT100 | ------- | | W2 W3 | --------- ADC CH3 | GND soweit so gut... wo aber ist der unterschied zwischen dem CH1 und CH2 .. ? AD Wandler soll der MCP3208 werden... reicht der mit 12 Bit aus? MCP 3208-CI/P , 12-bit A/D Converter mit SPI, 8-Kanal Der Anschluss erfolgt dann an einem Raspberry PI via SPI Danke und Grüße Dominique
Dominique schrieb: > AD Wandler soll der MCP3208 werden... reicht der mit 12 Bit aus? Wofür ? 1 GradC genau ? Welche Referenzspannung ? 5V oder 0.25V ? 0.25V reichen, denn durch einem Pt100 sollte nur 1mA fliessen was 0.1V Spannungsabfall ergibt, weitere 0.1V am 100 Ohm Widerstand. Das ergibt dann 11 bit für den Pt100 was für 1/2 Grad reicht. Bleibt die Frage, wie weit dein Konstantstrom von der Refernzspannung abweicht ? Wie erzeugst du den Konstantstrom ? Er muss auf besser als 0.1% genau sein, und die Refenzspannung ebenfalls.
Dennis B. schrieb: > Ich hoffe ihr könnt mir noch ein paar Tipps und Verbesserungsvorschläge > zu diesem Schaltungsaufbau geben. Die Widerstandskennlinie es PT100 oder PT1000 verläuft linear, das ist der Vorteil dieses Sensors. Mit dem Spannungsteiler R1 + PT100 zerschießt du dir diesen Vorteil, der Spannungs-Verlauf ist somit nicht mehr linear zur Temperatur. Du kannst eine ganz einfache Stromquelle (mit zwei Transistoren und zwei Widerständen) aufbauen oder du lässt das von einem OpAmp erledigen, damit wird dann der Widerstand R1 ersetzen.
Mike J. schrieb: > Die Widerstandskennlinie es PT100 oder PT1000 verläuft linear, das ist > der Vorteil dieses Sensors. Na ja, das Datenblatt sagt was anderes, aber nehmen wir es mal an. > Mit dem Spannungsteiler R1 + PT100 zerschießt du dir diesen Vorteil, der > Spannungs-Verlauf ist somit nicht mehr linear zur Temperatur. Was für ein Unsinn, das passiert doch nicht an einer Konstantsromquelle, und hier haben wir eine Konstanstromquelle. Und wenn du wissen willst, wie unlinear Platin-Sensoren sind http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlung/Temperatur/Pt1000/Pt1000.html und was man dagegen tut.
Die Konstantstromquelle und die Ref Spannung ist bei der Version mit separater Messung am 100 Ohm Widerstand nicht so kritisch. Da kommt es nur auf die kurzzeitige (für vielleicht 4 Messungen des ADs) Konstanz an. Das darf deshalb auch einfach ein Widerstand bzw. die geteilte Versorgungsspannung sein. So wirklich gut ist der MCP3208 aber nicht, wirklich brauchbar er erst ab etwa 0,5 V ref. Spannung. Das ist dann zu viel um den Strom dauerhaft am PT100 anliegen zu haben. Da müsste man also schon den Strom nur relativ kurz für die Messung einschalten. Etwas mehr als 0,5 Grad Auflösung wären wohl drin, auch wenn man noch Differenzen bilden muss. Für die Unterdrückung von 50Hz/100 Hz Störungen wird man wohl sowieso schon wenigstens 4 Messungen mitteln müssen. Die Sache mit CH1 und CH2 zusammen macht eigentlich keinen Sinn, eventuell etwas wenn der ADC direkt Differenzmessungen machen kann. Sinnvoll wäre es ggf. wenn der PT100 4 Leiteranschluss hat. Nötig wird es wenn man da noch CMOS Schalter für weitere PT100 zwischen hat.
Angehängte Dateien:
-
PT_1000_Kennlinie.png
48 KB -
NTC_50kOhm_Kennlinie.png
36 KB
MaWin schrieb: > Mike J. schrieb: >> Die Widerstandskennlinie es PT100 oder PT1000 verläuft linear, das ist >> der Vorteil dieses Sensors. > > Na ja, das Datenblatt sagt was anderes, aber nehmen wir es mal an. Bei Sensorshop24 hatte ich eine PDF-Datei mit verschiedenen Widerstandswerten für unterschiedliche Sensoren gefunden und daraus Grafiken erstellt. Die Kurve vom PT-1000 und von einem 50kOhm NTC ist im Anhang. Haut da irgendwas nicht hin oder mache ich einen Denkfehler? > Und wenn du wissen willst, wie unlinear Platin-Sensoren sind > http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlung/Temperatur/Pt1000/Pt1000.html > und was man dagegen tut. Danke für den Link.
Mike J. schrieb: > MaWin schrieb: >> Mike J. schrieb: >>> Die Widerstandskennlinie es PT100 oder PT1000 verläuft linear, das ist >>> der Vorteil dieses Sensors. >> >> Na ja, das Datenblatt sagt was anderes, aber nehmen wir es mal an. > > Bei Sensorshop24 hatte ich eine PDF-Datei mit verschiedenen > Widerstandswerten für unterschiedliche Sensoren gefunden und daraus > Grafiken erstellt. > Die Kurve vom PT-1000 und von einem 50kOhm NTC ist im Anhang. > > Haut da irgendwas nicht hin oder mache ich einen Denkfehler? Linear wäre der Zusammenhang, wenn die früher mal festgelegte Widerstandsänderung von 0.003851 Ohm/Ohm/K tatsächlich über den gesamten Temperaturbereich konstant wäre. Definiert war: alpha = (R100 - R0) / (R0 * 100 °C) Alles was dazwischen/außerhalb liegt muss nicht zwangsläufig dieser Regel folgen. Die Grundwertreihe aus der EN 60751 definiert bspw. für einen PT100 bei: 100 °C -> R = 138.51 Ohm (passt zwar zur Annahme, aber ...) 400 °C -> R = 247.09 Ohm Würde 100 Ohm + 0.3851 Ohm/K * 400 K = 254,04 Ohm gerechnet, wäre die Abweichung mal eben etwa (254.04 Ohm - 247.09 Ohm) / 0.3851 Ohm/K ~ 18 K
Mike J. schrieb: > Haut da irgendwas nicht hin oder mache ich einen Denkfehler? Das, was für dich auf der grosszügigen Abbildung wie eine Gerade aussieht, ist in Wirklichkeit eine gebogene Linie, und die Abweichung ist mehr als ein paar GradC. Hast du den Artikel nicht gelesen, den ich verlinkt hatte ?
Hey, schon mal danke für eure antworten ... Das mit der Referenzspannung ist die nächste frage. Weiter Oben war eine mit einem LT3092 ... Dachte die nehmt ich einfach .. Aber: Ziel ist ja das ganze an einem PI zu betreiben und meine/ unsere Hoffnung war eigentlich die Spannung aus dem PI zu nutzen. Geht das denn? Hier wird ja immer geschrieben Referenzspannung nicht gleich Digitalspeisung. Nen Pi ist ja nunmal sowas von digital .. was nu? ein zweites Netzteil kommt nicht in frage... zu den anderen Fragen. Gemessen werden soll Lebensmittel bei Erhitzung. Also der PT100 ist in einem Edelstahl Gehäuse und nicht an der Frischluft. Steckt quasi im Gut. Wenn es trotzdem sinnvoll ist den PT100 nicht unter Dauerstrom zusetzen neige ich ja so langsam dazu doch das ganze zu mixen und immer reihum zu schalten. .. hmm .. Genauigkeit und Auflösung, da will ich jetzt keinen Krieg anzettle und ich habe auch keine Ahnung welches von beiden ich jetzt will. aber es soll schon so gut wie möglich aber auch einfach bleiben. rechne gerne die aktuelle Referenzspannung um und gegen die werte als die Referenzspannung penibel auszugleichen :-) bin eher der software digital man als in der analogwelt ;-) sag mal so wenn es 0,1 ist ist toll, vermutlich wird es realistisch eine 0,5 werden. ist für mich ok. wenn wir bei 0,35 raus kommen, toll. Messbereich ist +40 bis +250°C Der PI liefert ja 5Volt oder 3,3Volt von denen wollte ich halt was nutzen .. Danke für eure Hilfe... vg Dominique
Dominique schrieb: > Genauigkeit und Auflösung, da will ich jetzt keinen Krieg anzettle und > ich habe auch keine Ahnung welches von beiden ich jetzt will. aber es > soll schon so gut wie möglich aber auch einfach bleiben. rechne gerne > die aktuelle Referenzspannung um und gegen die werte als die > Referenzspannung penibel auszugleichen :-) bin eher der software digital > man als in der analogwelt ;-) > > sag mal so wenn es 0,1 ist ist toll, vermutlich wird es realistisch eine > 0,5 werden. ist für mich ok. wenn wir bei 0,35 raus kommen, toll. > > Messbereich ist +40 bis +250°C Prust. Klasse A Pt100 haben eine Abweichung von 0.15 GradC. (250-40)(0.1 = knapp über 12 bit A/D-Wandler Auflösung. Bei 250 GradC hast du 194,07 Ohm, bei 40 dann 115,54, die nötige Genauigkeit der Referenzspannung liegt dann bei 0.02%. Bei 1mA also 100mV am Pt100 müsste der OpAmp auf 39uV genaue Offsetspanung haben. Bleiben deine Widerstände, 100 Ohm und 2k4. Die sollten dann ebenfalls auf 0.02% genau bleiben. Nun addieren sich die Fehler: Eifach betrachtet darf jedes einzelne am Messwert beteiligte Bauteil nur 1/4 so ungenau sein wie angegeben. Es gibt 1/10 B Pt100 mit 0.03 GradC Abweichung, aber ich wüsste nicht daß es die bis 260 GradC gibt.
Die Schaltung oben ist mehr etwas für ADCs mit mehr als 12 Bit und Differentialeingang oder wenn man mehr Sensoren per CMOS Multiplexer Auswählen will. Durch die direkte Messung der Spannung und der Spannung am Ref. Widerstand verliert man halt etwa 2-4 Bits an Auflösung, vor allem bei einem kleinen Messbereich. Wenn die Leitungen nicht so lang sind, man also noch mit 2 oder 3 Leiteranschluss auskommt, wäre die Brückenschaltung (mit 1 OP als Verstärker) wohl besser für einen 12 Bit ADC geeignet. Man bekommt damit auch mit dem µC internen 10 Bit ADC noch etwa die Auflösung (oder etwas besser)) wie mit dem 12 Bit AD und der Messung der Einzelspannungen. Auch das Auslesen ist einfacher (nur 1 Kanal). Nur die 4 Leitermessung ist bei der Brücke dann doch relativ aufwendig. Um das zu vermeiden hilft auch ein PT1000 statt PT100. Die Ref. Spannung für den ADC ist für die Widerstandsmessung nicht so kritisch - sonst macht man was falsch, weil man nicht mehr ratiometirsch misst. Die eigentliche Referenz ist ein Widerstand.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.