Hallo,
ich möchte eine Messschaltung bauen in der eine Temperatur von 20-250
Grad mittels PT1000 gemessen wird. Als Genauigkeit sind 2-3 Grad
ausreichend, es handlet sich um einen Regler der über ein Solid-State
Relay eine Heizung für eine Wärmeplatte schaltet. Darauf werden
Metallteile erwärmt um diese mittels "Schrumpfpassung" mit anderen zu
Verbinden.
Der PT1000 befindet sich in einer Bohrung im Kern der Metallplatte wo
die Heizspirale drin sitzt, hat also guten Thermischen Kontakt zum
Metall. Da die Temperaturtoleranz ja auch recht groß ist, kann die
Schaltung ja auch Recht einfach sein vermute ich mal.
Als Schaltung schwebte mir ein Spannungsteiler vor, PT1000 wird über
Vorwiderstand aus der gleichen Spannung wie der Mega168 Versorgt (5V),
die Referenz des ADC ist auch auf 5V gestellt. Somit mache ich ja ein
Ratiometrische Messung welche kleine Schwankungen der Betriebsspannung
toleriert.
Was für einen Vorwiderstand brauche ich und ist das so überhaupt
Realisierbar? Die Eigenerwärmung des PT1000 sollte ja da er sowieso in
einer heissen Eisenplatte steckt kein Problem sein oder?
Hat jemand einen Vorschlag oder sind dafür doch Schaltungen mit OP
notwendig?
Rolle :-)
Nachtrag:
Wenn der PT1000 mehr wie 1mA bekommt, hat das ausser der Eigenerwärmung
weitere Folgen, wie z.B. Zerstörung des Sensors oder toleriert der das?
Messen möchte ich jede Sekunde 1 mal, ich könnte den Spannungsteiler
auch über Transistor ausschaltbar machen damit die Eigenerwärmung
(sofern diese Relevant sein sollte) im Rahmen bleibt...
Es handlt sich bei dem PT1000 um einen Rauchgasfühler bis 400 Grad von
Sensorshop24.de, Anschluss durch Glasseide-Leitung, der eigentliche
Fühler ist in einer Edelstahlhülse drin.
Ich habe mal eine Messschaltung mit nem PT100 aufgebaut. Dabei war der
PT100 in der Rückkopplung eines OP (Konstantstromquelle). Die Schaltung
gibt es hier irgendwo im Forum und funktioniert ziemlich gut.
@kai,
der Mega168 hat nicht die Möglichkeit eine Differenzielle Messung mit
den ADC-Eingängen auszuführen. Oder habe ich da was falsch verstanden?
@Christian,
das klingt interessant, sofern das mit dem LM358 geht (den hab ich
nämlich noch da, alternativ den TS912 als Rail-to-Rail hab ich auch da)
und der Schaltungsaufwand nicht zu groß ist wäre das eine Option. Ich
habe alledings bis auf die 5V des uC (von einem LM2574-Schaltregler)
keine anderen Spannungen zur Verfügung.
Ein höherer Strom führt vor allem zu mehr Eigenerwärmung. Auch bei hoher
Temperatur muss die Leistung abgegeben werden, und da der thermische
Kontakt nicht immer gut bekannt und ggf. auch nicht konstant ist, kann
das zu merklichen Fehlern führen. So schnell geht der PT1000 davon nicht
kaputt, aber die Messwerte werden halt ungenauer wegen der
Eigenerwärmung.
Wenn man keine externe Verstärkung haben will, wäre das beste was man
noch machen kann wohl der Spannungsteiler mit PT1000 und einem
Widerstand (ca. 8 K), und auch ein Spannungsteiler für die Ref.
Spannung, um da auf rund 1,2 V (etwa das untere Limit) zu kommen. Das
gibt dann für den PT1000 rund 0,5 mA (bei 300 C hätte der PT1000 schon
ca. 2 K). Grob geschätzt könnte man damit rund 0,5-1 K an Auflösung
erwarten. Ein kleinerer Vorwiderstand und damit mehr Strom für den
PT1000 wäre auch nicht unbedingt von Vorteil, denn für eine starke
relative Änderung der Spannung sollte der Widerstand in Reihe zum PT1000
schon deutlich größer sein als der des Sensors.
Abschalten der Brücke wird kaum nötig sein - wenn es sein soll, könnte
man das auch direkt vom µC, ohne extra Transistor machen.
Mit oversampling für den AD kann man ggf. noch etwas bei der Auflösung,
aber kaum was an Genauigkeit heraus hohlen. Zur Unterdrückung von z.B.
50/100 Hz Störungen ist eine mehrfache Abtastung vermutlich sowieso
sinnvoll.
Rolle schrieb:> der Mega168 hat nicht die Möglichkeit eine Differenzielle Messung mit> den ADC-Eingängen auszuführen. Oder habe ich da was falsch verstanden?
Sorry, das war mein Fehler. Hab vergessen, das die älteren µCs noch
keine differenziellen Eingänge haben.
Du kannst die Messbrücke auch mit zwei Single Ended Kanälen aufbauen und
in Software subtrahieren, wobei du dann mit der 1,1V Spannungsreferenz
und 8,2kOhm Widerständen und 10 Bit Auflösung "nur" noch eine Auflösung
von 0,7°C hast, was aber deinen Angaben nach noch ausreichen würde
(vorausgesetzt, du kannst wirklich die vollen 10 Bit des ADCs nutzen,
bei 9 Bit bist du runter auf 1,3°C, was aber wohl auch noch ausreichen
würde).
Bei der gezeigten Schaltung von Christian mit den Operationsverstärkern
hast du auch das Problem der differenziellen Spannungsmessung.
Gruß Kai
@Ulrich,
danke genau so was schwebt mir vor das probier ich mal.
@kai,
macht nix kann passieren. Ich verwende den Mega168 halt da ich meine
Restbestände noch aufbrauchen will. Nicht das die vom Rumliegen schlecht
werden. :-)
Eine kurze Rückmeldung meinerseits bezüglich der Wärmeplatte.
Das Gerät steht komplett zusammengebaut da und funktioniert im
Testbetrieb problemlos. Als Anschluss des PT1000 habe ich die einfachste
Variante gewählt mit dem 8,2K Vorwiderstand wie von Ulrich
vorgeschlagen. Da ich aber natürlich keine ADC-Werte als Tabelle
nebendran legen kann die man dann für die gewünschte Temperatur eingeben
muss bin ich an einer Umrechnung dran. Einfachste Methode: Datenfeld mit
1024 Einträgen aus dem mittels Lookup der Passende rausgepickt wird. Nur
weiß ich nicht wie ich zu den Daten komme, muß ich da wirklich alles vor
Hand ausrechnenoder gibt es ein nettes Tool das mir diese Arbeit abnimmt
so dass ich die Werte nur noch eintragen muss?
Lässt sich das ganze eventuell mittels Formel berechnen und ich kann mir
das Datenfeld sparen?
Rolle :-)
Nachtrag:
Brauche ich für das Solid-State-Relay ( Type: RA 2425-D06 von Reichelt,
Hersteller Carlo Gavazzi) noch einen Snubber oder geht das auf Dauer
auch ohne?
Es gibt eine lineare Formel für den Pt1000-Widerstand und eine für den
gebildeten Spannungsteiler.
Z.B. in Excel kann man die Formeln einfüttern und Tabelle berechnen
lassen...
