Hi Leute! Ich lese immer gerne hier im Forum mit und hole mir hier und da auch mal so die eine oder andere Idee. Jetzt habe ich heute von einem Arbeitskollegen, der letztens auf einer Sensor-Messe war, folgenden Artikel zugeschickt bekommen. Es geht um die Messung von Platin-Sensoren. Da wir in der Firma auch gerade an einer möglichst einfachen Schaltung dran waren, war dieser Artikel mal ein neuer Ansatz, welchen wir doch auch gerne mal verfolgen wollten. Ich stelle den mal hier ein, da ja doch relativ oft Fragen diesbezüglich kommen. Ich selber habe jetzt nicht alles in dem Artikel genauestens studiert, aber ich habe es gleich mal aufgebaut und getestet und war mit dem Ergebnis eigentlich erstmal ziemlich zufrieden. Muss es aber erst noch ausgiebig testen. Sicherlich ist der vorgestellte Ansatz kein Verfahren zur ultrapräzisen Messung, aber das steht auch im Artikel - für einfache Messungen könnte das aufgezeigte aber dennoch etwas taugen. Vielleicht interessiert es ja jemanden. Kurz zusammen gefasst: Es wird ein PT500-Sensor verwendet. Dieser sitzt in einer wirklich einfachen Schaltung aus primitiven low-cost-Bauteilen, welche nahezu alle hohe Toleranzen haben können. Auch die Temperaturdrift spielt nahezu keine Rolle. Lediglich zwei Widerstände, welche zum Vergleich herangezogen werden, sind dabei von höherer Genauigkeit. Das ganze arbeitet mit einer Konstantstromquelle aus JFET und Widerstand, als ADC kommt der uC-interne zum Einsatz. Mittels der zwei genauen Vergleichswiderstände wird durch eine zyklische Messung der drei Widerstände und anschließendem Vergleich der Wert des PT500 ermittelt. Das ganze lässt sich auch einfach auf die anderen PT-Sensoren anwenden. Klar ist das keine Raketentechnik und bestimmt auch nichts, was die Welt noch nicht gesehen hat, aber so wird es im Artikel auch icht verkauft - es ist simpel für einfache Anwendungen, wo die Temperatur eher als Beiwert zu sehen ist. Dennoch habe ich den Artikel gerne gelesen - er ist gut erklärt und verständlich und ließ sich einfach nachbauen. Also: wen es interessiert, der kann ja mal einen Blick drauf werfen. Gruß, Henrik
Nein, die Schaltung ist grober Unfug. Im Gegensatz zur AD7794 werden hier keineswegs Vergleichswiderstand und Tempsensor von demselben Strom durchflossen, denn an beiden fällt je nach Widerstandswert (also Temperatur) unterschiedlich viel Spannung ab, damit bleibt unterschiedlich viel Restspannung für die doch schlechte Konstantstromquelle aus dem JFET, die doch eher stark Bürdespannungsabhängig ist. Ausserdem ist der interne Widerstand RI1..RI3 unterschiedlich hoch, und in relevanter Grösse (Pt500 hat 2 Ohm/GradC, ein guter uC-Ausgang eher 10-30 Ohm unterhalb der Abschnürgegend). Der Verstärker verstärkt nur die Spannung von nominell 0.1V auf den Messbereich nutzende sagen wir 2V. Er dehnt nicht den Bereich. Da ein Pt-Sensor aber schon bei der niedrigsten Temperatur (sagen wir 0 GradC) einen erheblichen Widerstand hat (sagen wir 500 Ohm) und bei der höchsten (sagen wir 50 GradC), bloss 20% mehr, wird des Messbereich nur zu 17 Prozent genutzt, vom 10 Bit Wandler also nur 172 Werte. Wenn überhaupt verstärkt man differentiell. Dann wiederum wäre problemlos eine Lösung mit Pt500 und Referenzwiderstand in Reihe machbar UND auch noch eine Messbereichsdehnung durch Subtraktion des kleinsten Wertes. IRef (am besten erzeugt aus VRef) | +----+ Instrumentenverstärker | +--|+\ Pt500 | >---- A/D1 | +--|-/\ +----+ \ | +--|+\ | 470R | >-+-- A/D0 | +--|-/\ +----+ GND | GND Da COM des Instrumentenverstärkers vom Pt500 am Referbzwiderstand liegt, ist dessen Wert schon abgezogen, er sollte also etwas kleiner als der kleinste denkbare Wert des Pt500 sein. amit gewinnt man Auflösung beim A/D-Wandler. Ja, die Instrumentenverstärker müssen auch gut sein, weil sie identisch verstärken müssen.
Also das kann ich nicht bestätigen! Wir haben solche Sachen ebenfalls in solch einer Topologie schon aufgebaut und die Ergebnisse waren wider Erwarten erschreckend gut! Neu ist das nicht, das stimmt. Aber sehr gut beschrieben! Und wir haben es wirklich in endlosen Testreihen mit den verschiedensten Bauteilen ausprobiert. Eigentlich durchweg gute Ergebnisse. Klar, es ist eher für einfache Sachen gedacht, aber durchaus praktikabel. Also ich gebe dem Artikel definitiv einen Daumen hoch! Ist sehr gut beschrieben und ich kann für meinen Teil sagen: Probiert es mal aus. Das geht wirklich gut so. Manchmal genügen die einfachen Dinge. Gruß, Frank
Ach und zu der Ausnutzung des Messbereiches - ich komme eben auch aus der Prozessindustrie und kann dir sagen, dass der Messbereich hier in der Regel nicht zwischen 0 und 50 Grad liegt, da es nicht um die Temperatur der Elektronik geht, sondern meist um die des Sensors. Und gerade bei Sterilisationen o.ä. kommen Temperaturen von weit über 100 Grad zustande. Unsere Sensoren sind auch stets für Temperaturbereiche zwischen -50 Grad bis 200 Grad ausgelegt. Nicht zuletzt wegen Gewährleistungsansprüchen bei Defekten - da können wir dann z.B. sehen, ob der Sensor Temperaturen gesehen hat, welche weit außerhalb der erlaubten Spezifikationen waren. Hab jetzt aber auch nicht nachgerechnet, worauf die Schaltung hier ausgelegt ist. Nur als Info.
MaWin schrieb: > Nein, die Schaltung ist grober Unfug. Sag' mal... machst Du das absichtlich, um die Konkurrenz zu verwirren? > Im Gegensatz zur AD7794 werden hier keineswegs > Vergleichswiderstand und Tempsensor von demselben Strom > durchflossen, denn an beiden fällt je nach Widerstandswert > (also Temperatur) unterschiedlich viel Spannung ab, Stimmt. > damit bleibt unterschiedlich viel Restspannung für die doch > schlechte Konstantstromquelle aus dem JFET, die doch eher > stark Bürdespannungsabhängig ist. Leicht lösbar. Alle Monate werden hier Konzepte für Konstantstromquellen diskutiert. Außerdem bitte ich um freundliche Beachtung der Tatsache, dass der Absolutwert des Stromes nicht bekannt sein muss, es genügt, wenn der Strom kurzzeitstabil ist. Ich bin außerdem der verwegenen Meinung, dass man durch zusätzliche Messungen (ohne zusätzlichen Bauteil-Aufwand) den Innenwiderstand der Stromquelle in 1. Näherung bestimmen kann. > Ausserdem ist der interne Widerstand RI1..RI3 unterschiedlich > hoch, und in relevanter Grösse (Pt500 hat 2 Ohm/GradC, ein > guter uC-Ausgang eher 10-30 Ohm unterhalb der Abschnürgegend). Kann ich nicht beurteilen, ist aber ebenfalls lösbar - um den Preis einiger Portpins. Vorausgesetzt werden muss nur, dass der Innenwiderstand ohmschen Charakter hat, also näherungsweise I~U gilt. > Der Verstärker verstärkt nur die Spannung von nominell 0.1V > auf den Messbereich nutzende sagen wir 2V. Er dehnt nicht > den Bereich. Stimmt. > Da ein Pt-Sensor aber schon bei der niedrigsten Temperatur > (sagen wir 0 GradC) einen erheblichen Widerstand hat (sagen > wir 500 Ohm) und bei der höchsten (sagen wir 50 GradC), > bloss 20% mehr, wird des Messbereich nur zu 17 Prozent genutzt, > vom 10 Bit Wandler also nur 172 Werte. Alles korrekt - aber irrelevant. Es kostet genau EINEN zusätzlichen Widerstand, um dieses Problem zu lösen, zwei weitere müssen umdimensioniert werden. Die entscheidenden Ideen übergehst Du natürlich mit Schweigen: 1) Der Messstrom muss weder bekannt noch temperaturstabil sein, Kurzzeit-Stabilität genügt völlig. 2) Durch zwei Referenzmessungen können Offset und Verstärkung bestimmt werden - für den OPV ist also kein Präzisionstyp notwendig; die Widerstände können 1% haben. Ich glaube außerdem, dass durch zusätzliche Messungen weitere Fehler reduziert werden können, aber das habe ich noch nicht bis zu Ende durchdacht.
Es nimmt kein Ende. Grauselig. Dieses Problem ist doch schon seit Jahren !!! final gelöst. Seit es ordentliche SigmaDelta-ADC's gibt, kann man auf den ganzen analogen Kompensationskram dankend verzichten, benötigt nur einen einzigen Vergleichswiderstand und erzielt damit eine weitaus genauere, langzeitstabilere, einfacher kalibrierbarere und zuverlässigere Messung als mit all dem anachronistischen Analoggedönse, das noch aus der Zeit stammt, wo man Kennlinien analog geradeziehen mußte. Seit Jahren sind Mikrocontroller üblich, seit Jahren auch ADC's mit genügend Auflösung. Und darüber referiert wurde hier in diesem Forum auch schon genug. Warum dann ZUM KUCKUCK NOCHMAL kommen dann immer noch solche altbackenen Untoten wieder hoch? W.S.
W.S. schrieb: > Warum dann ZUM KUCKUCK NOCHMAL kommen dann immer noch solche altbackenen > Untoten wieder hoch? Wenn schon nicht am Sensor gespart werden kann, dann halt woanders...
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