Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PT1000 Messchaltung, der Ripple muss weg.


von Matze (Gast)


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Hallo,
Ich habe die im Bild beschriebene Temparatur-Messchaltung als PT1000 
aufgebaut und möchte damit Temperaturdifferenzen von 0,1 Grad erkennen 
können.

Alle verwendeten Wiederstände sind 0,1%ig, als OP werden MAX4238 
eingesetzt.
Als Konstantstromquelle wird anstatt eines LM317 ebenfalls ein MAX4238 
mit LM336-2,5  verwendet.

Als Spannungsversorgung werden 15V angelegt, die auf einen 7812 kommen, 
diese 12V werden dann von 2 / 7805 zu 5V, einer Versorgt die Referenz 
und die Offseteinstellung, der andere alle 5 OPs.

Problem ist nun, dass am Ausgang ein Ripple von +-5mV gemessen werden 
kann.

Zur Ermittlung woher diese kommen wurde einiges gemessen.
Die 5V Versorgungsspannungen schwanken um ca 1mV,
die 2,5V Referenz um ca 200uV.
(Soweit mit einem Fluke 8300A Multimeter messbar)
Diese 200uV ziehen sich durch bis zum Endverstärker und werden nun ca 
den Faktor 100 verstärkt.
Dadurch kommen die 5mV am Ausgang zustande.

Möglichkeiten währen nun, einen größerer Kondensator am Ausgang?
100 mal Messen und den Mittelwert zu bilden?
Alles abzuschirmen.....?
Einen Kondensator parallel zum PT1000?
Überall viel größere Kondensatoren?

Der Messwert soll Schlussendlich mit einem MCP3201 erfasst und per 
Optokoppler an einen Atmega weitergegeben werden.

Da ein Messbereich von –30 bis 70° erreicht werden soll, müssen 1000 
Werte unterscheidbar sein, also 5mV.

Bin dankbar für eure Ideen.

von Ingo (Gast)


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Es währe die Frequenz interessant. Etwas C in die Gegenkopplungszweig 
sollte auf jeden fall Besserung zeigen. Welchen Controller verwendest 
du? Ich würde sowieso Raten, einen Mittelwert über n Werte zu bilden, 
gerade bei sowas langsamen wie einer Temperatur.

von Bemerjk (Gast)


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Matze schrieb:
> Da ein Messbereich von –30 bis 70° erreicht werden soll, müssen 1000
> Werte unterscheidbar sein, also 5mV.
>
> Bin dankbar für eure Ideen.

Geh mit der Auflösung über das Rauschen und eine Mittelwertbildung ist 
auch ohne weitere Änderungen angesagt!

> Möglichkeiten währen nun, einen größerer Kondensator am Ausgang?
Ja.

> 100 mal Messen und den Mittelwert zu bilden?
Ja.

> Einen Kondensator parallel zum PT1000?
Auf alle Fälle.

> Überall viel größere Kondensatoren?
Ja.

von Ulrich (Gast)


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Ein Kondensator parallel zum PT1000 ist in der Schaltung schon sinnvoll. 
Der muss gar nicht so groß sein, um Rippel (100 Hz ?) zu unterdrücken, 
sondern ist mehr wegen der HF Eigenschaften, so etwa 10 nF reichen da 
schon aus.

Die Schaltung als ganzes ist nicht gut - da wird für den PT1000 eine 
andere Ref. benutzt als für die Vergleichsspannung. Das geht einfacher 
und besser mit nur einem OP. Die Spannung für die Brücke ist nicht so 
kritisch - es sollte nur die selbe sein wie die Ref. Spannung des AD 
Wandler. Dann reichen auch die 5 V vom 7805 oder wo immer her, ggf. 
sogar eine unstabilisierte Batterie.

Ein mitteln der Werte ist definitiv sinnvoll, im Idealfall relativ viele 
Werte über ein Intervall das ein Vielfaches von 20 ms ist. Damit werden 
dann 50 Hz und 100 Hz Störungen sehr gut unterdrückt. Über Kondensatoren 
wird man diese niedrigen Frequenzen nur schwer los, digital aber sehr 
einfach und effektiv.

von Eddy C. (chrisi)


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Ich würde zunächst einmal dem LM336 einen Vorwiderstand gönnen. Wenn das 
Bauteil schwarz ist, hat es allen Grund dazu ;-)

von F. F. (foldi)


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Eddy Current schrieb:
> Ich würde zunächst einmal dem LM336 einen Vorwiderstand gönnen.

So wie es im Datenblatt steht.

von Kai K. (klaas)


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>Ich habe die im Bild beschriebene Temparatur-Messchaltung als PT1000
>aufgebaut und möchte damit Temperaturdifferenzen von 0,1 Grad erkennen
>können.

Die Schaltung ist sehr unklug, um es ganz vorsichtig auszudrücken, weil 
das PT1000-Element direkt in der Gegenkopplung eines OPamp hängt. 
Dadurch sind keine abgeschirmten Kabel möglich und keine 
Ablockkondensatoren gegen HF, ESD, etc., weil das unweigerlich die 
Schaltung instabil machen würde.

Ein anderer Fehler ist, daß einem LM336 nicht einfach ein Cap 
parallelgeschaltet werden darf. Das kann das Teil zum Schwingen bringen. 
Den 100n Cap solltest du in jedem Fall mit einem Widerstand "isolieren".

von Matze (Gast)


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Ulrich schrieb
> Das geht einfacher und besser mit nur einem OP.

Die 2 letzten OPs könnten durch einen ersetzt werden.
Wie würde es mit nur einem genen?

Eddy Current schrieb
> Ich würde zunächst einmal dem LM336 einen Vorwiderstand gönnen. Wenn das
> Bauteil schwarz ist, hat es allen Grund dazu ;-)

Es sind 2,7K vor dem LM336, hab ich vergessen einzuzeichnen.

Kai Klaas schrieb
> Ein anderer Fehler ist, daß einem LM336 nicht einfach ein Cap
> parallelgeschaltet werden darf. Das kann das Teil zum Schwingen bringen.
> Den 100n Cap solltest du in jedem Fall mit einem Widerstand "isolieren".

Also einen Widerstand zwischen LM336 und C.
etwa 1K?

Kai Klaas schrieb
> Die Schaltung ist sehr unklug, um es ganz vorsichtig auszudrücken, weil
> das PT1000-Element direkt in der Gegenkopplung eines OPamp hängt.
> Dadurch sind keine abgeschirmten Kabel möglich und keine
> Ablockkondensatoren gegen HF, ESD, etc., weil das unweigerlich die
> Schaltung instabil machen würde.

Istabil, weil die Schaltung dann schwingen könnte?
Wie kann ich sonst einen Konstanten Strom bekommen?

von branadic (Gast)


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Ich würde heutzutage den Aufwand um einen PT1000 allgemein viel geringer 
halten. Ich zweckentfremde für solche Aufbauten einfach einen TDC (z.B. 
GP22) oder einen CDC (z.B. PCap01) die als zusätzliche Features die 
TDC-Messung mit integriert haben. Das bekomme ich als SingleChip-Lösung 
mit nur wenig Hühnerfutter drum herum und die Daten liegen dann bereits 
digital vor. Einziger Wermutstropfen ist das Package, üblicherweise 
sowas wie QFN24 oder 32, das man löten können sollte, wer das aber kann 
bekommt mit solchen Aufbauten Auflösungen im mK-Bereich für einen 
schmalen Rubel ohne Analogschaltung und ADC.

von Peter D. (peda)


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Ich würde mir diese Umstände heutzutage nicht mehr antun.
Nimm einen AD7793BRUZ und gut.
Du brauchst dann nur noch einen Präzisionswiderstand.
Auch kannst Du bequem 3- oder 4-Leiter Kompensation machen, wenn der 
PT1000 nicht direkt an der Schaltung sitzt.

von MaWin (Gast)


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Das ist die unsägliche Schrottschaltung von Pollin, nur den LM317 gegen 
einen LM336 (und noch nicht mal richtig, der Vorwiderstand fehlt) 
ersetzt. Die 5V_1 an 1k 15k sind das Problem dort saut es rein, du musst 
diese Offsdtspannung auch vom LM336 ableiten. Nimm doch gleich eine 
ordentliche Schaltung aus der d.s.e FAQ.

von Gregor B. (Gast)


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Schau mal hier:

http://circuits.linear.com/all--Resistive_Thermal_Device_(RTD)

Da gibt es haufenweise Beispiele, wie man es richtig macht.

von F. F. (foldi)


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Bin ja hier eher lesend dabei, weil ich ja noch jede Menge lernen will. 
Vielleicht hilft dir das weiter Schaltbild weiter. Der hat es so ähnlich 
gemacht.
Jede Menge Berechnungen findest du hier:
http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlung/Temperatur/Pt1000/Pt1000.html

von W.S. (Gast)


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Warum nur hört das nicht auf???

seid ihr alle zu verliebt in steinalte aufwendige OpV-Schaltungen, um 
die Sache gründlich und richtig und problemlos zu erledigen?

Peter Dannegger schrieb:
> Nimm einen AD7793BRUZ und gut.

Ja, ja und nochmal ja, genau DAS ist der einzige richtige Beitrag. Ob 
es nun exakt dieser IC oder ein anderer ordentlicher ADC sein soll, 
ist dabei nebensächlich. Hauptsache langsam, integrierend, hochauflösend 
und ratiometrisch, um all dieses Spannungs- und Stromquellen-Gewurschtel 
zu beseitigen.

Leute, lernt denken bevor ihr zum Zeichenstift greift.

W.S.

von Ulrich (Gast)


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Sofern man das Ergebnis digital haben will, ist der Weg über einen guten 
AD Wandler und mit einer ganz einfachen Schaltung (i.A. nur ein paar 
Widerstände, davon 1 genauer) eindeutig die bessere Wahl.

Es muss nicht gleich der AD7793 sein, es reich schon ein recht günstiger 
und kleiner MCP3451 mit 2 Widerständen (davon 1 unkritischer), wenn man 
keine sehr hohen Anforderungen hat: PT1000 (oder PT100) an die beiden 
Eingänge. Dazu ein Ende an GND - das andere über einen genauen 
Widerstand (z.B. 10 K) an den Ref. Eingang, und von da über einen 
unkritischen Widerstand an die Versorgung. Die Widerstände so wählen das 
man etwa 1-2 V an der Ref. hat, und den etwa passenden Strom für den 
Sensor. Wenn man will kann man den Sensor sogar als 4-Leiter 
anschließen, auch wenn die Kompensation nicht ideal ist.
In der Regel ist man damit besser als die üblicher erschwinglichen 
Sensoren, und die Auflösung reicht mit grob 0.01 K in aller Regel aus.

von Gerd E. (robberknight)


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Ulrich schrieb:
> es reich schon ein recht günstiger
> und kleiner MCP3451 mit 2 Widerständen

Meinst du den MCP3421?

Vorsicht bei dem (und vielen anderen Microchip ADCs): die Samplingraten 
sind immer Vielfache von 60 Hz. Das ist gut für die USA, hier holst Du 
Dir damit aber den Netzbrumm in die Ergebnisse.

von Ulrich (Gast)


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Entschuldigung - da war ein Tipfehler. Es war der MCP3551 gemeint. Der 
ist weder für 50 Hz noch 60 Hz optimal, sondern ein Kompromiss 
dazwischen. In der Regel sollten aber -85dB als Dämpfung reichen.

von amateur (Gast)


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Eine Zwischenfrage:

Bei fast jeder Diskussion rund um PT* fällt das Stichwort 
"4-Leiter-Technik". Mir hat man mal gesteckt, dass diese nötig ist, um 
dem, durch den Strom erzeugten Spannungsabfall, auszuweichen. Hier wird 
aber mit sehr niedrigen Strömen gearbeitet.

Also: Ist dieser Aufwand überhaupt gerechtfertigt?

von Peter D. (peda)


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amateur schrieb:
> Also: Ist dieser Aufwand überhaupt gerechtfertigt?

Der Strom ist egal, es ist der Widerstand.

Ein Fehler von 0,1°C entspricht beim PT1000 etwa 0,4 Ohm.
So und nun rechne aus, welchen Widerstand Deine Zuleitung hat und schon 
hast Du den zusätzlichen Fehler. Der ändert sich dann auch mit dem TK 
von Cu.

Du kannst ja zum PT1000 dicke 4mm² Lautsprecherkabel verlegen, dann 
brauchst Du keine Kompensation.

von Florian_unbekannto (Gast)


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hi,

hab mal hier mit gelesen und will genau dasd gleiche machen. also 
einen(eigentlich vier auf einer Platine) PT1000 auslesen. Der Voorschlag 
von Peter ist echt interessant. Leider ist im Datenblatt nur eine 
Schaltung für 3 Leiter enthalten. Gibt es da was für 2 Leiter PT1000?

Im Anhang habe ich mal meine Schaltung gepackt. Die geht auch 
einigermaßen nur habe ich das Problem, dass mein Körper das Messergebnis 
um bis zu 25mV verfälscht, was bei mir 2.5K sind. Ich will 0.1K 
Genauigkeit mindestens.
Also wie gesagt, entferne ich mich von der Schaltung sinkt das 
Messergebnis, nähere ich mich wieder an, steigt es. Finde das sehr 
merkwürdig.

Jetzt Dachte ich kann ich ja einen INA128 nehmen, der intern den 
gleichen Aufbau hat. Ist das besser, weil es ein IC ist?

Was haltet ihr generell von einer Brücke? Oder eher Konstantstrom?

Florian

von Florian_unbekannto (Gast)


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jetzt mit Anhang;-)

von Peter D. (peda)


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Florian_unbekannto schrieb:
> Gibt es da was für 2 Leiter PT1000?

http://processcontrol.analog.com/en/field-instruments-smart-transmitters/segment/pcia.html

Der Hauptvorteil der Einchip-Lösung ist auch, ich muß nichts abgleichen. 
Ich habe durch den Präzisionswiderstand schon eine hohe 
Grundgenauigkeit.

Ich spare also massig manuellen Aufwand in der Produktion.

von Florian_unbekannto (Gast)


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okay,  das sieht ja schonmal gut aus, danke!
also so wie ich das verstehe misst der bei der 2 Leitervariante die 
spannung über dem RTD und bekommt den Strom der durch den Widerstand 
fliesst durch den Präzisonswiderstand.

Soweit so gut. Wie muss ich denn die Beiden Widerstände dimensionieren 
für einen PT1000? von 0 bis 100°C??

Und wie kann man nachher die Messwerte deuten? Also die Beziehung von AD 
Wert und Temp? Der Muss ja wissen, welchen Bereich der erwarten muss.

von Harald W. (wilhelms)


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Florian_unbekannto schrieb:

> nur habe ich das Problem, dass mein Körper das Messergebnis
> um bis zu 25mV verfälscht, Finde das sehr
> merkwürdig.

So etwas ist bei Präzisionsschaltungen üblich. Ich habe mich
beruflich mit Nanometrologie beschäftigt. Bei uns gab es den
Satz: "Was passiert, wenn sich eine Fliege auf eine Eisen-
bahnschiene setzt?", Antwort: "Sie biegt sich durch!" :-)
Gruss
Harald

von Florian_unbekannto (Gast)


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danke;-)
aber wie  bekomme ich es weg?

von Harald W. (wilhelms)


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Florian_unbekannto schrieb:

> danke;-)
> aber wie  bekomme ich es weg?

Da gibt es kein Patentrezept; die Schaltung muss einfach störärmer
konstruiert werden. Die beste Voraussetzung für eine solche Kon-
struktion ist Erfahrung. :-)
Gruss
Harald

von Florian_unbekannto (Gast)


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ja dann gib mal en tipp worn es liegt?

von Florian_unbekannto (Gast)


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so ich glaube ich bin jetzt mit der AD7781 Schaltung weiter.
Wenn ich einen PT1000 nehme kann ich ja zb einen 2kohm 
Referenzwiderstand nehmen oder? das sollte dann beudeuten das ich 
2^20=1048576 verschiedene Werte bekomme. Wobei dann eine AD Wandler 
Stufe bedeutet 2000/1048576 Ohm/Stufe. Also der AD liefert  meinetwegen 
800.000 -> 800.000*2.000/1.048.576 = 1525,... Ohm für meinen Widerstand.
Ist das Richtig?

Das wäre dann für Gain = 1.

Der Strom durch den PT1000 wäre dann ca 5V/3kohm = 1,7mA.
Ich denke das ist okay.

Ist das genauer als eine Brückenschaltung? z.B mir einem INA128.
Preis ist es ja das selbe...

von Florian_unbekannto (Gast)


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Wie setze ich das dann gescheid in meinem XMega um? ohne viel Rechnerei? 
Also die Zuweisung Widerstand <=> Temp??

von Peter D. (peda)


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Für den AD7793:
Den Strom setzt Du auf 0,21mA (siehe Datenblatt).

Als Referenz nimmst Du 5,1k, das ergibt dann ~1V.

Also:
ADC / ADC_max = PT1000 / 5,1k

von Helmut L. (helmi1)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Bei uns gab es den
> Satz: "Was passiert, wenn sich eine Fliege auf eine Eisen-
> bahnschiene setzt?", Antwort: "Sie biegt sich durch!" :-)


Da muessen hier aber viele Fliegen sein :=)

von Gregor B. (Gast)


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Ich versuche es naoch einmal mit dem Link.
Ansonsten das Eingeben, was im Bild zu sehen ist.

http://circuits.linear.com/all--Resistive_Thermal_Device_(RTD)


Ah verstanden, bei dem Link in der Adresszeile einfach am Ende ) 
ergänzen.

von Harald W. (wilhelms)


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Florian_unbekannto schrieb:

> ja dann gib mal en tipp worn es liegt?

Du hast mich falsch verstanden. Es geht hier nicht um ein obskures
Geheimwissen, sondern man nimmt die echte Platine, schaut sie sich
genau an, und überlegt sich nacheinander, welche Ursache es wohl
für den derzeitigen Fehler geben könnte. Ein paar Stichworte:
Thermospannungen, schlechte Masseführung, schlechte Abschirmung,
fehlende Abblockung, möglichst ratiometrische Messung usw.
Gruss
Harald

von Florian_unbekannto (Gast)


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okay, sieht man denn direkt etwas, was an dem messverstärker mist is?

also die ganzen Schaltungen die bei linear sind(es sind bestimmt 12 stk) 
verwirren mich total.

welche Lösung ist denn jetzt die beste? die mit dem ad7781 oder die 
diskreten von linear? habe angst wegen dem diskreten aufgebautn teilen, 
dass ich die gleiche kacke habe, wie bei meinem messverstärker jewtzt...

von Gregor B. (Gast)


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Bei Linear gibt es so viele Schaltungen, weil es nicht eine Schaltung 
für jeden Anwendungsfall gibt.
Du musst sie Dir genau ansehen, die sind für unterschiedliche RTDs und 
verschiedene Temperaturbereiche optimiert.

Es gibt sogar eine Application Note, die sich nur mit 
Temperaturmessschaltungen befasst.

Sieh' nach, welche Schaltung am Besten zu Deiner Applikation passt.

von Florian_unbekannto (Gast)


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und was sagst du zu der von den anderen empfohlenen Schaltung mit dem 
AD7781??

von Florian_unbekannto (Gast)


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die hat ja wesentlich weniger Bauteile nötig...allerdings steht da keine 
Genauigkeit bei

von Ulrich (Gast)


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Die Schaltung direkt mit einem hochauflösenden AD Wandler hat in der 
Regel Vorteile gegenüber der klassischen Brücke, vor allem ist die sehr 
schön einfach und man braucht zum Sensor nur 1 Präzisen 
Vergleichswiderstand. Bei der Brücke braucht man noch 2 mehr. Wenn es 
mit den Anforderungen Richtung besser als 0.01% und TK unter 5 ppm/K 
geht, wird so ein Widerstand dann schon zum Kostenfaktor. Beim AD7793 
liegt man bei typisch 1 ppm/K. Da ist der AD Wandler ggf. sogar 
günstiger als 2 entsprechend genaue Widerstände.
Es kommt aber sehr auf die Ausführung drauf an, im Prinzip kann so eine 
Brücke auch sehr genau werden, ist dann aber aufwendig, vor allem wenn 
es darum geht 4 Leiter-Technik für die Anschlüsse zu nutzen - in der 
Schaltung direkt am AD-Wandler gibt es die Möglichkeit zur 
4-Leitertechnik gleich dazu, praktisch ohne Aufwand, wenn der AD wie der 
AD7781 einen Differenzeingang auch für die Referenz hat.

Als Schaltung im Datenblatt vom AD7781 kann ich nur die für eine DMS 
Brücke sehen - für die RTD Auswertung nutzt man da aber normal gerade 
keine Vollbrücke, sondern die ratiometrische Messung der Spannung am RTD 
und Ref. Widerstand.

Beim PT1000 sind 1,7 mA in aller Regel zu viel. 0,2 mA sind da schon 
realistischer. Es hängt aber von der Größe des Sensors und der 
Befestigung ab.

Bei den Schaltungen von Linear.com sind auch viele alte typische 
Datenblattschaltungen bei, die zeigen, was man mit dem IC alles 
theoretisch machen kann, aber nicht unbedingt gute Lösungen. Immerhin 
sind die Schaltungen aber durchweg besser als das schlechte Pollin 
Beispiel.

von Florian_unbekannto (Gast)


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okay, danke! Das hat mir schon sehr weitergeholfen!

Ich brauche aber eine 2 Leiterschaltung, sonst werden die PT1000 
Sensoren auch zu teuer.

hier ist die Schaltung für den Ad7781 ohne Brücke:
http://processcontrol.analog.com/en/field-instruments-smart-transmitters/segment/pcia.html

Leider steht da keine Temperaturgenauuigkeit und ich habe keine Ahnung 
wie da die nicht ganz lineare Kurve des RTds ausgeglichen werden soll. 
Das muss ja dann mein Xmega machen und dazu sind ja in der Regel 
*Operartionen fällig, die sehr rechenaufwendig sind oder?

Es wäre so 0.1°C wünschenswert im Bereich von 0 - 100°C



Diese Schaltung holt die Nichtlinearität raus:
http://circuits.linear.com/all--Resistive_Thermal_Device_%28RTD%29-408

Nur aufwendig und ka was das für komische wirewound Widerstände sind. 
Außerdem 5€ OPs, 10€ Widerstände, sehr aufwendig und ich hab Angst, dass 
ich wider diese Schwankungen durch kapazitive Verfälschungen durch 
meinen Körper bekomme. Siehe Schaltung oben. Es ist mir da auch nicht 
erklärlich, wie das sein kann. Was ich falsch gemacht habe. Hab schon 
zig Kondensatoren probiert, bringt alles keine Besserung.

Deshalb dachte ich, hole ich doch einfach die AD7781 Schaltung raus und 
fertig. Da kann man ja nicht sooo viel falsch machen.

von Ulrich (Gast)


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Die Umrechnung RTD Widerstand in Temperatur kann der µC ohne Probleme 
machen. Die Temperaturmesswerte kommen nur sehr langsam, da hat der µC 
alle Zeit der Welt, wenn man ihm mehr als 50 Hz als Takt gönnt. So 
langsam ist auch ein Multiplikation nicht wirklich: selbst als 
Fließkomma sind das normal weniger als Millisekunden. So schnell wie ein 
AD7781 die Daten liefen kann kommt der AVR alle mal mit dem Berechnen 
klar, selbst mit nur 32 kHz Takt.

Der Übliche weg wäre ein Polynom zum umrechnen. Für den kleinen Bereich 
sollte schon 2. oder 3. Ordnung reicht. Das sind gerade mal 2 bzw. 4 
Multiplikationen und ein paar Additionen, und schon ist man besser als 
die Linearisierung per analoger Schaltung.

Die Frage ob 2 Leiter oder 4 Leiter ist vor allem eine Frage des Kabels 
und der ggf. vorhandenen Steckverbinder. Man kann auch einen Sensor mit 
2 Anschlüssen ab den Anschlüssen als 4 Leiter weiter führen und so z.B. 
lange Kabel, Stecker oder auch CMOS Schalter als MUX kompensieren. Bei 
PT1000 kommt man auch auch noch relativ weit mit nur 2 Leitern, ggf. mit 
einem kleinen festen Offset.

von Kai K. (klaas)


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>Nur aufwendig...

Also, entschuldige mal. Wenn die Schaltung die Kurve linearisieren soll, 
dann braucht sie schon zumindest eine Mitkopplung und dafür brauchst du 
nun mal ein paar Bauteile.

>...was das für komische wirewound Widerstände sind.

Ja, putzig nicht? Drahtwiderstände zählen nun mal zum genauesten und 
driftärmsten, was es gibt.

>Außerdem 5€ OPs, 10€ Widerstände, sehr aufwendig und ich hab Angst, dass
>ich wider diese Schwankungen durch kapazitive Verfälschungen durch
>meinen Körper bekomme.

Auch diese Schaltung ist nur geeignet, wenn das PT1000-Element in 
unmittelbarer Nähe zum Opamp sitzt.

>Es ist mir da auch nicht erklärlich, wie das sein kann. Was ich falsch
>gemacht habe. Hab schon zig Kondensatoren probiert, bringt alles keine
>Besserung.

Du kannst in dieser Art von Schaltung höchstens dem PT1000-Element einen 
Cap parallel schalten und der muß dann im 100µF Bereich liegen, damit 
bei 50Hz überhaupt was passiert. Vom "-" Eingang des OPamp nach Masse 
geht ein Cap ebenso wenig, wie vom Ausgang nach Masse, weil das den 
OPamp instabil machen würde. Habe ich bereits oben geschrieben. Also 
kannst du diesen Typ von Schaltung nur ungenügend gegen HF schützen. 
Auch keine abgeschirmten Kabel sind möglich, weil das wieder unerlaubte 
Kapazitäten ins Spiel bringen würde.

>Deshalb dachte ich, hole ich doch einfach die AD7781 Schaltung raus und
>fertig.

Ja, klar, so einfach geht das, nicht war?? Glaubst du im Ernst, daß du 
damit eine zuverlässig funktionierende Industrieschaltung aufbauen 
kannst, die ESD, Burst, Surge und HF aushält? Und dann dein µC. Schon 
mal daran gedacht, daß ein solches Teil deinen Aufbau mit HF verseucht? 
Nur eine einzige falsche Masseanbindung oder nur eine einzige falsch 
verlegte oder ungenügend gefilterte Leiterbahn und das war es dann mit 
deiner Superpräzision. Also, ganz so einfach geht es dann doch nicht...

von Arc N. (arc)


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Ulrich schrieb:
> Bei PT1000 kommt man auch auch noch relativ weit mit nur 2 Leitern, ggf.
> mit einem kleinen festen Offset.

Wenn noch die Anforderung von
> 0.1K Genauigkeit mindestens.
hinzukommt, käme man selbst mit einem 1/10 DIN B PT1000 nicht um eine 
Kalibrierung herum (1/10 DIN B erlaubt bis zu +-0.08 K bei 100 °C)

von Florian_unbekannto (Gast)


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Kai, ich hatte mich auf meine Schaltung hier bezogen. So schlecht kann 
Sie nicht sein, da sogar TI die in Ihrem INA128 genauso verbaut...
Zweitens war das meine erste Platine, die ich habe fertigen lassen. 
Leider geht es nicht direkt so, wie ich es mir erwünscht habe...Deshalb 
frage ich ja hier um erfahrene Leute zu hören, die mir sagen, was der 
Königsweg ist bzw was falsch ist. Es wäre gut wenn du mir sowas sagen 
könntest...
Denn ich muss jetzt eine neue Platine fertigen lassen und das kostet 
wwieder Geld.

Stattdessen kommen Leute die sagen, dass man heutzutage nicht mehr alles 
diskret aufbauen muss, da es gute bis sehr gute ICs bekommt. Mit denen 
es auch noch sehr einfach geht.
Dann meckerst du rum, dass ich es mir zu einfach mache,...also da komme 
ich nicht mehr mit...tut mir Leid.

von Kai K. (klaas)


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>Kai, ich hatte mich auf meine Schaltung hier bezogen.

Ich auch. Du meinst die im Startthread?

>So schlecht kann Sie nicht sein, da sogar TI die in Ihrem INA128 genauso 
>verbaut...

Wo jetzt genau?

>Leider geht es nicht direkt so, wie ich es mir erwünscht habe...

Das tut es praktisch nie.

>Es wäre gut wenn du mir sowas sagen könntest...

Das habe ich doch getan. Mehrfach habe ich geschrieben, daß du keine 
Schaltung nehmen solltest, in der ein PT1000-Element in der 
Gegenkopplung eines OPamps liegt, also mit einem Anschluß direkt mit dem 
"-" Eingang des OPamps verbunden ist.

Wie lange ist denn überhaupt dein Kabel zum PT1000-Element?

>Denn ich muss jetzt eine neue Platine fertigen lassen und das kostet
>wwieder Geld.

So darfst du aber nicht denken. Ein Projekt braucht nun mal das, was es 
braucht. Und wenn du eine Platine neu machen mußt, dann ist das eben so. 
Das ist Teil der Entwicklung und da muß jeder durch, der am Ende eine 
brauchbare Schaltung haben will.

>Stattdessen kommen Leute die sagen, dass man heutzutage nicht mehr alles
>diskret aufbauen muss, da es gute bis sehr gute ICs bekommt. Mit denen
>es auch noch sehr einfach geht.

Man muß nicht auf jeden hören, der in die Menge ruft. Was für einen 
Profi einfach geht, ist für einen Anfänger nicht unbedingt das Richtige.

>Dann meckerst du rum, dass ich es mir zu einfach mache,...also da komme
>ich nicht mehr mit...tut mir Leid.

Ich meckere, weil du nicht ganz realisiert hast, wie kompliziert ein 
PT1000 Projekt ist. Das ist etwas für Profis. Warum machst du es nicht 
viel einfacher mit einem KTY-81, wie hier:

http://www.sprut.de/electronic/temeratur/temp.htm#ptc

von Peter D. (peda)


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Florian_unbekannto schrieb:
> Ich brauche aber eine 2 Leiterschaltung

Na, wie macht man wohl aus einer 4-L eine 2-L Schaltung?

Zum AD7781 kann ich nichts sagen, ich benutze den AD7793.

von Kai K. (klaas)


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>Warum machst du es nicht viel einfacher mit einem KTY-81, wie hier:
>
>http://www.sprut.de/electronic/temeratur/temp.htm#ptc

Nachtrag:

http://www.sprut.de/electronic/pic/projekte/thermo/thermo.htm

von Florian_unbekannto (Gast)


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Will aber eine PT1000 haben. Und was ist bei einem NTC einfacher als bei 
einem PT1000? Habe jetzt auch einiermaßen günstige Din A 
Dreileiterfühler gefunden. Werde jetzt auf Dreileiter umsatteln.

Ne ich habe meine Schaltung im 10 Beitrag oder so geposted. Als 
Alternative zum Startthread. Nur leider habe ich diese 1K 
Temperaturänderung bei Annäherung durch meinen Körper, wie ich es schon 
mehrfach geschrieben hab.

Also der von Peter Daneger vorgeschlagene IC hat ja keinen PT im 
Rückkopplungszweig. Und mit dem geht es ja relativ einfach.

TI hat auch noch einen sehr interessanten IC ADS1247/48

von Florian_unbekannto (Gast)


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Diese schaltung arbeitet aich mit Rückkopplungszweig:
http://circuits.linear.com/all--Resistive_Thermal_Device_%28RTD%29-408
wie bekommen die diese Genauuigkeit hin?

von Harald W. (wilhelms)


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Florian_unbekannto schrieb:

> Und was ist bei einem NTC einfacher als bei
> einem PT1000?

Der Umsetzfaktor Temperatur in Widerstandsänderung ist wesentlich
besser. Dadurch braucht man keine µV-Genauigkeit mehr.
Gruss
Harald

von Ulrich (Gast)


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Der PT1000 in der Rückkopplung hat erst mal nichts mit der Genauigkeit 
zu tun. Das hat vor allem den Nachteil, dass man sich da sehr leicht HF 
Störungen und ESD einfängt. Damit geht es dann eigentlich nur wenn der 
PT1000 dicht am OP sitzt - sonst ist der Sensor einseitig an GND 
eindeutig zu bevorzugen.

Die angebliche Genauigkeit bei der Schaltung von LT ist auch erst nach 
Abgleich. Man erkauft die sich auf durch einige sehr genaue Widerstände 
und den Abgleich. Die Schaltung ist vermutlich auch schon relativ alt - 
heute würde man es eher nicht mehr so machen.

Der KTY81 hat auch nur einen etwa doppelten TK gegenüber dem PT1000 - 
die Probleme sind sonst sehr ähnlich, nur die Linearisierung wird 
einfacher, wenn man die analog machen will.

Die 3 Leiterschaltung ist eher selten, und nicht ganz so einfach zu 
realisieren. Mit dem AD7793 geht es wohl, aber mit dem günstigeren 
AD7781 nicht so einfach.

von Florian_unbekannto (Gast)


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Aber dafür kann der AD7793 2 PT1000 auswerten oder?

Außerdem gibt es für die Platin Sensoren so schöne Rohranlegefühler und 
ich will es schaffen den auszuwerten.

von Arc N. (arc)


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Nochmal zurück auf Start:
- PT1000
- +-0.1 K Genauigkeit oder "0,1 Grad erkennen" also Auflösung?

Zum LMP90100 bzw. den anderen ADCs aus dieser Baureihe gibt es ein paar 
ANs die die Grundschaltungen beschreiben:
4-Leiter-Schaltung
http://www.ti.com/lit/an/snaa195b/snaa195b.pdf

3-Leiter-Schaltung inkl. Fehlerrechnung
http://www.ti.com/ww/en/industrial/sensors/rtd/SensorAFE-LMP90100-3WireRTD-Calculations-20120529-v8.pdf

Ähnliches gilt entsprechend für die anderen genannten ADCs u.a. AD7793
Was dort fehlt, ist der oben erwähnte "Rest": ESD, Surge, etc.
Je nach Anforderungen vom Anschluss des RTD zum ADC/InstAmp z.B.:
Durchführungskondensatoren, TVS, Serienwiderstand/Filter (Gleichtakt und 
differentiell) 1) + das dazu passende Layout

Nettes IC wenn es den Anforderungen entspricht:
http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX31865.pdf
RTD -> SPI, 2/3/4-Leiter, Überspannungsschutz, Fehlererkennung, 1/32 °C 
Auflösung, +-0.5 K Genauigkeit (ohne Sensor)

1) u.a. http://www.ti.com/lit/an/sboa058/sboa058.pdf
http://www.analog.com/static/imported-files/design_handbooks/5812756674312778737Complete_In_Amp.pdf
http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/1167

von Kai K. (klaas)


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>Kai, ich hatte mich auf meine Schaltung hier bezogen.

Also, diese hier?

Beitrag "Re: PT1000 Messchaltung, der Ripple muss weg."

>So schlecht kann Sie nicht sein, da sogar TI die in Ihrem INA128 genauso 
>verbaut...

Achso, du meinst die Grundschaltung des Instrumentationsverstärkers? In 
deiner obigen Schaltung sehe ich aber etwas anderes. Da ist eine 
Howland-Stromquelle. Diese arbeiten mit einer Mitkopplung und sind oft 
instabil. Gerade wechselnde kapazitive Lasten beim Anschluß des 
PT1000-Elements mag eine Howland-Stromquelle garnicht. Auch 
Leitungsinduktivitäten bekommen ihr nicht gut.

Desweiteren zeigt der dort verbaute TS914 eine viel zu große 
Offsetspannung und OP4 ist gänzlich überflüssig.

Du hast immer noch nicht geschrieben, wie lange dein PT1000-Kabel sein 
soll. Und brauchst du 0,1°C "Genauigkeit" oder "Auflösung"?

von Florian_unbekannto (Gast)


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Danke Arc net!
Habe mir die ersten beiden links mal angesehen. Und die FEhlerrechnung 
in Excel eingegeben. Nachdem ich einen Fehler dort beseitigt hatte kam 
so ungefähr 0,1% Fehler raus. Also brauchbare Werte. Das war inklusive 
der Fehler des PT1000.

Meiner Meinung nach haben die im elften Unterpunkt bei der Berechnung 
von Vref System Error, einen Strom vergessen.

Das letzte IC hört sich auch ganz gut an. Ist die Genauuigkeit in etwa 
so wie die von den anderen Chips?

Kann man diese ganzen Schutzschaltungen bei den anderen nachrüsten? Wenn 
ja wie. habe keine Ahnung wie man eine Burst Schaltung oder ESD macht. 
Vorallem, das nicht das Messergebnis beeinflusst wird.

@KAI

so im Anhang habe ich jetzt mal die Schaltung getan, die ich bereits 
oben geposted habe, damit wir endlich mal über das gleiche sprechen;-)

Ich benötige so maximal 3 Meter denke ich. Und inzwischen ist mir auch 
egal ob 3 oder 4 Leiter. Kostet ja eh nicht viiel mehr.

von Kai K. (klaas)


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>Ich benötige so maximal 3 Meter denke ich.

Dann nimm doch abgeschirmtes 0,5mm^2 Kabel. Dann kannst du in 
2-Leiter-Technik arbeiten. Macht dir einen zusätzlichen Fehler von 
<0,05°C.

von MaWin (Gast)


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> so im Anhang habe ich jetzt mal die Schaltung getan, die ich bereits
> oben geposted habe, damit wir endlich mal über das gleiche sprechen;-)

+/-12V für eine Pt1000 Messschaltung ? Na ich weiß ja nicht...

von Kai K. (klaas)


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>Kann man diese ganzen Schutzschaltungen bei den anderen nachrüsten? Wenn
>ja wie. habe keine Ahnung wie man eine Burst Schaltung oder ESD macht.
>Vorallem, das nicht das Messergebnis beeinflusst wird.

Das ist genau das Problem. Ein paar parallelgeschaltete, hochwertige 
Foliencaps von insgesamt rund 100n direkt vom Eingang nach Masse können 
gegen ESD schon ganz hilfreich sein. Zum Klemmen eignen sich 
leckstromarme Schutzdioden vom Typ BAV199.

von Florian_unbekannto (Gast)


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Ok, danke.

Alsdo ich schwanke zwischen dem MAX31865 oder dem 7793.

Könnte jemand  zeichen, wie da die schutzbeschaltng vom 7793 sein 
müsste, damit er auf dem niveau des MAX ist, also von der 
Schtuzbeschaltung her?

Kann der 7793 auch 2 RTDS auslesen? Weil der ja 2 Eingänge hat?

Kann man den MAX irgendwo kaufen, habe nichts gefunden und der ist ja 
auch recht neu? Wie sieht res mit FEhlern aus?

-Florian

von Harald W. (wilhelms)


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Florian_unbekannto schrieb:

> Alsdo ich schwanke zwischen dem MAX31865 oder dem 7793.

SCNR

von F. F. (foldi)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Florian_unbekannto schrieb:
>
>> Alsdo ich schwanke zwischen dem MAX31865 oder dem 7793.
>
> SCNR

:-)

von Arc N. (arc)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Florian_unbekannto schrieb:
>
>> Alsdo ich schwanke zwischen dem MAX31865 oder dem 7793.
>
> SCNR

...der AD7793 erfordert schon etwas mehr "Aufwand" beim Rechnen um den 
Eingangsspannungsbereich einzuhalten, hätte dafür aber auch 
hervorragende interne Kalibrierungsmöglichkeiten

von Florian_unbekannto (Gast)


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Wieso?

ist der Unterschied 15 Bit zu 24Bit in dieser Art Schaltung überhaupt 
entscheidend?

Kann mir jemand aufzeichnen, wo und wie dort die so wichtigen 
Schutzsxhaltungen eingebaut werden müssen?

von Jörg B. (joerg-sh)


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Florian_unbekannto schrieb:
> Kann man den MAX irgendwo kaufen, habe nichts gefunden und der ist ja
> auch recht neu?

Maxxim verschickt gerne kostenlose Samples ;)

von Arc N. (arc)


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Florian_unbekannto schrieb:
> Wieso?
>
> ist der Unterschied 15 Bit zu 24Bit in dieser Art Schaltung überhaupt
> entscheidend?
>
> Kann mir jemand aufzeichnen, wo und wie dort die so wichtigen
> Schutzsxhaltungen eingebaut werden müssen?

Serienwiderstand dahinter jeweils passende Dioden gegen Masse bzw. V- 
und V+,

RFI/Anti-aliasing ist möglicherweise ein simpler RC-Filter, wie in den 
FAQs angegeben ausreichend (1kOhm und 100 nF zw. A+ und A-, 10 nF 
jeweils gegen Masse, ~159 Hz diff, 15.9 kHz common)

http://www.analog.com/static/imported-files/faqs/AD779x_FAQ_Instru_Conv.pdf

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Florian_unbekannto schrieb:
> Kann man den MAX irgendwo kaufen, habe nichts gefunden und der ist ja
> auch recht neu? Wie sieht res mit FEhlern aus?
Es gibt hier häufiger Sammelbestellungen bei Digikey und Mouser. Schau 
mal im markt nach, oder frag, ob jemand mitbestellen kann.

von Harald W. (wilhelms)


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Jörg B. schrieb:

> Maxxim verschickt gerne kostenlose Samples ;)

Machen die eigentlich auch noch was anderes ausser Samples verschicken?
ICs fertigen sie m.W. nicht. :-(
Gruss
Harald

von Florian_unbekannto (Gast)


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welches IC ist denn jetzt besser??
bezgl Genauuigkeit?

Und kann man auch erkennen, wenn am 7793 der Sensor Fehlerhaft ist? Wie 
im MAX? Habe nichts gefunden im Datenblatt.

Und wie bekomme am besten 4 Sensoren gleichzeitig gemessen? also nicht 
zwingend direkt zur gleichen Zeit. Kurz nacheinander ist okay.

von Arc N. (arc)


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Florian_unbekannto schrieb:
> welches IC ist denn jetzt besser??
> bezgl Genauuigkeit?

Theoretisch und mit passendem Schaltungsaufbau auch praktisch der 
AD7793.
"Hauptfehlerquelle" ist beim AD7793 die externe Beschaltung 
(Referenzwiderstand etc.). Nach einer internen Kalibrierung (Offset und 
Verstärkungsfehler) liegen diese Fehler in der Größenordnung des 
Rausches bei der zur Kalibrierung gewählten Wandlungsrate (< 1uV).

> Und kann man auch erkennen, wenn am 7793 der Sensor Fehlerhaft ist? Wie
> im MAX? Habe nichts gefunden im Datenblatt.

Mit Hilfe der Burnout-Stromquellen des AD7793

> Und wie bekomme am besten 4 Sensoren gleichzeitig gemessen? also nicht
> zwingend direkt zur gleichen Zeit. Kurz nacheinander ist okay.

Zusätzlich ein Multiplexer oder den AD7794/7795 mit mehr Eingängen

von florian-unbekannto (Gast)


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Würde ich dann den gleichen strom durch alle rtds schicken?  Was ist 
wenn einer fehlt?
Geht dann noch die Fehlererkennung?

von Florian_unbekannto (Gast)


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Wenn ich das den AD7793 nehme und das mit Multiplexer das ganzre 
realisiere, geht dann überhaupt noch der digitale Filter, wenn ich 
andauernd zwischen den ganzen (4) RTDs umschalte? So 2 Messwerte pro 
Sekunde pro RTD brauche ich?

 Welcher Muxer eignet sich für VierleiterMessung + 4 RTDs?

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