Pt100 auswerten

[Marcel (Gast)]

Hallo

Ich möchte gerne mit einem Atmega8 und einem Pt100 die Temperatur 
messen. Mir reicht eine es wenn es in 1°C Schritten anzeigt. Ich bin 
jetzt so weit gekommen das ich die Spannung von der Brückenschaltung 
bekomme und auslesen kann. Aber jetzt weiß ich nicht wie von der 
Spannung auf meine Temperatur komme.

Mfg
Marcel

[Marek W. (ma_wa)]

1.) Schaltplan mit Werten wäre nett, meine Glaskugel ist Silvester 
leider runtergefallen.

2.) Besorge dir das Datenblatt für deinen Sensor, einen Auszug der 
Widerstandstabelle habe ich dir einmal angehängt.

3.) Setzte dich mit deiner Messbrücke auseinander und berechne die 
Spannungswerte für deine Temperaturen. Tipp: der PT100 arbeitet linear!

Noch ein Tipp: Eine saubere und stabile Referenzspannung und ggf. eine 
Konstantstromquelle für die Messbrücke sind hilfreich.

[Stefan F. (Gast)]

Ich gehe davon aus, dass deine Messbrücke eine lineare Spannung (relativ 
zur Temperatur) liefert. Ansonsten wird es komplizierter.

Am einfachsten ist esdann, wenn du einmal den ADC Wert bei (z.B.) 10°C 
misst und dann nochmal bei (z.B.) 100°C. Alle Punkte dazwischen kann die 
Software berechnen.

Zum Beispiel: Angenommen bei 10°C liefert der ADC den Wert 120 und bei 
100°C liefert er den Wert 480. Und jetzt gerade liefert er den Wert 260, 
dann haben wir jetzt gerade 45°C gemessen.

Wert pro Grad = (480-120)/(100-10) = 4
Wert für 0°C = 120 - (10*4) = 80
Grad bei Wert 260 = 260 - 80 / 4 = 45

Ist das so nachvollziehbar?

Man kann das Ganze noch genauer machen, indem man mehr als nur zwei 
Referenz-Werte misst, so dass die Abschnitt dazwischen kleiner werden 
und dadurch präziser berechnet werden. Denn in Wirklichkeit liefert die 
Brückenschaltung ja keine 100% linearen Werte - nur annähernd.

[Harald W. (wilhelms)]

Marek Walther schrieb:

> meine Glaskugel ist Silvester leider runtergefallen.

Und? Hat sie geknallt?

> Tipp: der PT100 arbeitet linear!

Ooh! Gibt es 2015 ein neues, lineares Platin?

> Noch ein Tipp: Eine saubere und stabile Referenzspannung und ggf. eine
> Konstantstromquelle für die Messbrücke sind hilfreich.

ACK. Grundsätzlich sollte man m.E. für Temperaturmessung PT-Sensoren
vermeiden, wenn man nicht die damit mögliche Genauigkeit bis in den
mK-Bereich oder die problemlose Austauschbarkeit benötigt. PT-Sensoren
ändern sich bei einer Temperaturänderung von 1Grad nur um ~0,4%!
Praktisch alle anderen Sensoren haben einen wesentlich grösseren
Umsetzungsfaktor. Selbst eine gewöhnliche Diode als Sensor ist für
eine Genauigkeit von 1Grad da besser geeignet.
Gruss
Harald

[W.S. (Gast)]

Marcel schrieb:
> Ich möchte gerne mit einem Atmega8 und einem Pt100..

Warum?

Nimm lieber einen ADC und einen PT100 und dazu einen Widerstand als 
Referenz. Das ist besser, genauer, billiger und einfacher zu bauen.

Schau dir zu diesem Zwecke mal die diversen Appnotes von Microchip zu 
deren ADC's und zum Temperaturmessen an. Ist hilfreich.
Z.B. diese hier:
"http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00001154B.pdf";

Was du dann anschließend für einen µC dranlötest, ist ziemlich egal.

W.S.

[Klaus R. (klara)]

Harald Wilhelms schrieb:
>
> ACK. Grundsätzlich sollte man m.E. für Temperaturmessung PT-Sensoren
> vermeiden, wenn man nicht die damit mögliche Genauigkeit bis in den
> mK-Bereich oder die problemlose Austauschbarkeit benötigt.

Messungen im Bereich +/- 1°C sind schon mit PT-Sensoren nur mit gewissem 
Aufwand erst erreichbar.

> Selbst eine gewöhnliche Diode als Sensor ist für
> eine Genauigkeit von 1Grad da besser geeignet.

Das möchte ich nun echt bezweifeln. Ich hatte mir vor x-Jahren mal 
selber einen Temperatursensor, basierend auf zwei Transistoren (sprich: 
PN-Übergänge) gebastelt. Da waren sagenhafte Auflösungen machbar. Bei 
Frost konnte man die Wärmestrahlung einer Person detektieren. Nur als es 
darum ging die Sensoren abzugleichen war die Überraschung gross, bzw. 
die Verwirrung perfekt. Die Wiederholbarkeit der Messung war nicht 
gegeben!

Siehe Seite 5, heraeus-sensor-technology allgemeine Informationen:

Wiederholbarkeit
Platin-Dünnschichtsensoren von Heraeus Sensor Technology
zeichnen sich durch eine hohe Wiederholbarkeit des
Signals aus.

Genauigkeitstoleranzklassen
Heraeus Sensor Technology liefert Platin-Dünnschichtsensoren
nach DIN EN 60751 in den Genauigkeitstoleranzklassen
B und darüber hinaus in A und 1/3 DIN.

Langzeitstabilität
Alterungseffekte von Temperatursensoren infolge von
Dauereinsatz oder Temperaturschock können die Genauigkeit
und Reproduzierbarkeit des Sensorsignals negativ
beeinflussen. Die Langzeitstabilität ist daher von größter
Bedeutung.

Dabei gehe ich davon aus, dass nicht nur heraeus gute PT-Sensoren 
herstellt.

http://heraeus-sensor-technology.com/de/produkte_1/allgemeineinformationen/infromations.aspx

Nebenbei, die Wahl eines PT100 ist hier etwas ungünstig. Ein PT1000 hat 
wenigstens ca. 3,85 Ohm/°C. Er sollte zwar je nach Bauart wegen der 
Eigenerwärmung nicht mit mehr als 300µA angesteuert werden, aber es 
wären immerhin 1,155 mV/°C.
(Siehe Seite 8, heraeus-sensor-technology allgemeine Informationen)

heraeus PT-Sensoren liefert auch Conrad.

mfg klaus

[grundschüler (Gast)]

praktisches Beispiel 10bit ADC/M328:
Schaltung: gnd-100k-adc-pt100-out_on

out3_on;
_delay_ms(20);
lgi(3,10,read_adc_328());lw("-");
out3_off;
tmpcel=(u16)(443-ADC)*5/4;
li(tmpcel);lw(" ");

Praktisch kein Schaltungsaufwand, funktioniert auch sehr stabil, 
allerdings gibt es wegen dem Faktor von 1,25 für ADC/°C teilweise 
Sprünge von 2°.

Sinnvoll wäre daher wohl mindestens ein 12bit-ADC. Billigste Variante 
wäre ein STM32F103.

[m.n. (Gast)]

Marcel schrieb:
> Aber jetzt weiß ich nicht wie von der
> Spannung auf meine Temperatur komme.

Ein Beispiel für die Umrechnung findest Du hier, auch wenn die 
Berufsnörgler wieder überzogene Anforderungen aufstellen, um eine 
einfache Lösung schlechtzureden.
Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)"

Wenn Du schon eine Meßbrücke hast, dürfte auch eine höhere Auflösung 
kein Problem sein. Ein PT1000 + 12 Bit ADC wären allerdings eine 
elegantere Lösung.

[Marek W. (ma_wa)]

Harald Wilhelms schrieb:
> Marek Walther schrieb:
>
>> meine Glaskugel ist Silvester leider runtergefallen.
>
> Und? Hat sie geknallt?
>
>> Tipp: der PT100 arbeitet linear!
>
> Ooh! Gibt es 2015 ein neues, lineares Platin?
Du meinst ich hätte lieber Proportional schreiben sollen?

Ich denke für den Einsatzzweck bis 100° reicht die Linearität des PT100 
voll aus. Grade im Hinblick wahrscheinlich verwendeten Messschaltung.

Dafür gibt es übrigens schon ein Thema:
Beitrag "PT100/1000 linearisieren"

Und da er eh einen Rechner hat, kann er auch noch selber linearisieren:
http://de.wikibooks.org/wiki/Linearisierung_von_resistiven_Sensoren/_Pt100

[Klaus R. (klara)]

m.n. schrieb:
> Marcel schrieb:
>> Aber jetzt weiß ich nicht wie von der
>> Spannung auf meine Temperatur komme.
>
> Ein Beispiel für die Umrechnung findest Du hier, auch wenn die
> Berufsnörgler wieder überzogene Anforderungen aufstellen, um eine
> einfache Lösung schlechtzureden.
> Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)"
>
> Wenn Du schon eine Meßbrücke hast, dürfte auch eine höhere Auflösung
> kein Problem sein. Ein PT1000 + 12 Bit ADC wären allerdings eine
> elegantere Lösung.

Das geht in Richtung "ratiometrische Widerstandsmessung" und ist auch in 
der hier aufgezeigten einfachen Variante vollkommen in Ordnung.
mfg klaus