Hallo zusammen,
im Rahmen einer studentischen Arbeit sollen Druck und Temperatur
gemessen und über einen Arduino zu einem PC weitergeleitet werden.
Die Sensoren sind bereits vorgegeben:
Thermoelement:
http://www.omega.de/Temperature/pdf/IRCO_CHAL_P13R_P10R.pdf
Drucksensor:
http://www.kulite.com/docs/products/WCT-312.pdf
Um diese auszuwerten wollte ich einen AD-Wandler mit PGA vor den Arduino
schalten. Bin mir aber unsicher bei dessen Auslegung.
Gibt es da eine Regel/Formel dafür welche Auflösung ich verwenden
sollte?
Habe mich bisher an der Genauigkeit der Sensoren orientiert. z.B. hat
das Thermoelement eine Abweichung von min. +- 1,5°C (typ K, Klasse 1).
Also würde eine Auflösung 0,1°C ja locker ausreichen oder? Bei dem
Drucksensor ist eine Abweichung von 0,1% (BFSL) angegeben. Reicht dann
eine Auflösung von 0,01% (13-14 bit)?
Hoffe die Frage ist nicht allzu blöd. Wenn doch könnt ihr mir vielleicht
umso schneller helfen ;-)
mfg Peter
Na ja, grundsätzlich kommt es darauf an, wie genau deine Messungen denn
überhaupt sein sollen. Das Maximum ist also durch die Sensoren
vorgegeben. Wie lautet das Minimum? Ansonsten halte ich Zehntelschritte
der Genauigkeit schon für in Ordnung.
Nachtrag: Bei einer studentischen Arbeit dann aber auch bitte richtig
ausarbeiten (also Fehlerrechnung, -fortpflanzung, Berücksichtigung auch
der Toleranzen des ADC usw.).
Peter schrieb:> im Rahmen einer studentischen Arbeit sollen Druck und Temperatur
Student von was (bzw, BRD-deutsch: "wovon")? "Studentisch" oder "nicht
studentisch" macht jedenfalls weniger unterschied als "Maschinenbau vs.
Pädagogik" oder gar "Profi-Elektroniker vs. ambitionierter Amateur".
> gemessen und über einen Arduino zu einem PC weitergeleitet werden.> Die Sensoren sind bereits vorgegeben:> Thermoelement:> http://www.omega.de/Temperature/pdf/IRCO_CHAL_P13R_P10R.pdf> Drucksensor:> http://www.kulite.com/docs/products/WCT-312.pdf
Die Datenblätter gucke ich mir jetzt nicht an. K-Element sagt mir was,
der Drucksensor wird wohl ebenfalls so 'ne Art nichtlineare Dose sein.
> Um diese auszuwerten wollte ich einen AD-Wandler mit PGA vor den Arduino> schalten.
Weswegen einen mit PGA? Damit du zwischen dem Temperatursensor, der
irgendwas um die 0,04 mV/K ausgebt und der Druckdose (die geschätzt
mindestens eine Größenordnung mehr dV/dP ausgeben will) umschalten
kannst? Möglicherweise sind zwei "eigene" ADCs besser als einer mit PGA.
> Bin mir aber unsicher bei dessen Auslegung.
Woher sollen wir's denn dann wissen? Abgesehen von der geforderten
Genauigkeit fehlt die allerwichtigste Angabe, nämlich der Messbereich.
Angenommen Du willst mit dem K-Element einen Würstlkocher überwachen,
da ist der zum Steuern notwendige Meßbereich dann vielleicht ~70-100°C,
und auf ein Grad auf oder ab kommt es nicht an (weder absolut noch
relativ). Da kannst Du dann jeden 8-bit-Feld-und-Wiesen-ADC nehmen,
die letzten zwei Bits sogar wegschmeissen und zudem den Ausgabewert
in der kleinen Spanne wahrscheinlich linear annehmen.
Wenn Du aber irgendwelche Legierungen kochen willst und der Meßbereich
irgendwo zwischen ~70 Grad (Wood'sche Metalle etc.) und 1000 Grad
(zum Beispiel typischer oberer Bereich für Bronzen) dann wird es sich
je nach gewünschter Auflösung weder mit dem 8-Bit-ADC ausgehen, noch
kannst Du überhaupt linear approximieren, wenn da sinnvolle Werte
ausgegeben werden sollen.
> Gibt es da eine Regel/Formel dafür welche Auflösung ich verwenden> sollte?
Na die, die deinen Anforderungszweck erfüllt und bezahlbar ist.
Auflösung, Genauigkeit und Preis -> Pick two of them.
> Habe mich bisher an der Genauigkeit der Sensoren orientiert. z.B. hat> das Thermoelement eine Abweichung von min. +- 1,5°C (typ K, Klasse 1).> Also würde eine Auflösung 0,1°C ja locker ausreichen oder?
Ohne die Anforderung zu kennen: Wahrscheinlich würde sogar ein Grad
Auflösung genügen. Wenn der Sensor "im Besten Falle" ja schon 3 Grad
ungenau ist (das bedeutet +- 1,5°C nämlich), weswegen dann einen ADC
nehmen, der Deine Spannung auf 0.1 Grad auflösen könnte?
So aus dem Gefühl heraus würde ich einen günstigen ADC nehmen, der
die Spannung auf 1 Grad auflösen könnte, die letzten Bits verwerfen
und die gesammelten Daten oversampeln.
Oder muß es schnell, hochauflösend und genau bei 'nem großen Messbereich
sein? Kann ich mir bei den angegebenen Specs des Sensors zwar nicht
wirklich vorstellen, aber wenn's so wäre, dann nimm' einen
überdimensionierten Flash-wandler, werte den Sensor mit 'ner anhand der
im Sensordatenblatt angegebenenen Exponenten vorberechneten
Gigabytegroßen LUT aus und vergiss nicht, den Sensor bzw. die
Errorfactors der LUT an einem geeignetenm Normal zu kalibrieren.
> Bei dem Drucksensor ist eine Abweichung von 0,1% (BFSL) angegeben.> Reicht dann eine Auflösung von 0,01% (13-14 bit)?
[x] Das kann Keine(r) wissen. Zu viele Angaben fehlen.
> Hoffe die Frage ist nicht allzu blöd. Wenn doch könnt ihr mir> vielleicht umso schneller helfen ;-)
Und Du willst Student sein? Ich dachte immer, das Studium würde dazu
dienen, Problemlösungskompetenz zu vermitteln, nicht dazu, jahrelang
akademisch zu ergründen, wie man Messer und Gabel hält. Ich war nie
auf einer Hochschule oder Akademie, und trotzdem habe ich mir selbst
im autodidaktischen Studium grundlegende Fähigkeiten zur Analyse und
in Folge dessen zur Lösung von technischen Problemen aneignen können.
LG, N0R
Peter schrieb:> Bin mir aber unsicher bei dessen Auslegung.> Gibt es da eine Regel/Formel dafür welche Auflösung ich verwenden> sollte?
Bei der Auflösung schreibst du immer nur von Bits. Du solltest du dir
auch Gedanken über die Zeitauflösung machen. Es ist sicher ein
Unterschied, ob die bei ruhiger Hochdrucklage den Luftdruck messen
möchtest und in einem Hydrauliksystem harte Druckschwingungen auswerten
möchtest.
Norbert M. schrieb:> Wenn der Sensor "im Besten Falle" ja schon 3 Grad> ungenau ist (das bedeutet +- 1,5°C nämlich),
Nö, bei +- 1,5 °C ist der absolute Meßfehler maximal 1,5 °C. 3 Grad
Differenz kann man sehen, wenn man 2 Sensoren vergleicht und einer
-1,5 und der andere +1,5 abweicht. Das ist aber was anderes.
Peter schrieb:> im Rahmen einer studentischen Arbeit..
.. sollen wir dir hier bittesehr WAS zuliefern?
Ich sehe durchaus einen Unterschied zwischen einem, der sich an einem
Problem die grauen Zellen martert und hier nachfragt, WARUM denn dieses
so ist und nicht anders und einem anderen, der seine Hausaufgaben
erledigt haben möchte.
Bitte mehr selbständiges Denken praktizieren.
W.S.
Lutz schrieb:> Ansonsten halte ich Zehntelschritte> der Genauigkeit schon für in Ordnung.
Welche "Zehntelschritte der Genauigkeit"? Auflösung und Fehler nicht
durcheinander bringen.
Lutz schrieb:> Norbert M. schrieb:>> Wenn der Sensor "im Besten Falle" ja schon 3 Grad>> ungenau ist (das bedeutet +- 1,5°C nämlich),> Nö, bei +- 1,5 °C ist der absolute Meßfehler maximal 1,5 °C. 3 Grad> Differenz kann man sehen, wenn man 2 Sensoren vergleicht und einer> -1,5 und der andere +1,5 abweicht. Das ist aber was anderes.
Ich sehe Da keinen Unterschied. Oder hätte ich schreiben sollen,
daß die Mächtigkeit des Absolutwerts der Spanne über die kumulierten
Ungenauigkeiten eines Sensorexemplars gegenüber eines anerkannt
genauen Referenznormals mindestens drei Einheiten beträgt?
LG, N0Rb3r7
Dieter schrieb:> Lutz schrieb:>> Ansonsten halte ich Zehntelschritte>> der Genauigkeit schon für in Ordnung.>> Welche "Zehntelschritte der Genauigkeit"? Auflösung und Fehler nicht> durcheinander bringen.
0,1 % Genauigkeit des Sensors. Die Auflösung der Messung hat ein Zehntel
dieser Genauigkeit: 0,01%. Was sehe ich da falsch (ernst gemeinte
Frage)? Wie genau der ADC dann diese 0,01%-Schritte mißt, ist natürlich
was anderes. Hatte ich aber auch geschrieben.
Norbert M. schrieb:> Ich sehe Da keinen Unterschied. Oder hätte ich schreiben sollen,> daß die Mächtigkeit des Absolutwerts der Spanne über die kumulierten> Ungenauigkeiten eines Sensorexemplars gegenüber eines anerkannt> genauen Referenznormals mindestens drei Einheiten beträgt?
So in etwa. Etwas weniger geschwollen hätte es aber auch getan.
Trotzdem bleibt deine ursprünglich Aussage damit falsch.
Hi,
Vielen Danke schon mal für die zahlreichen Antworten.
W.S. schrieb:> Ich sehe durchaus einen Unterschied zwischen einem, der sich an einem> Problem die grauen Zellen martert und hier nachfragt, WARUM denn dieses> so ist und nicht anders und einem anderen, der seine Hausaufgaben> erledigt haben möchte.
Ich habe mir durchaus schon Gedanken gemacht und wollte auch keine
fertige Lösungen geliefert bekommen, sondern lediglig eure Meinung dazu
hören.
Mike schrieb:> Bei der Auflösung schreibst du immer nur von Bits. Du solltest du dir> auch Gedanken über die Zeitauflösung machen.
Da orientiere ich mich am Nyquist-Theorem => F(abtast)> 2*F(Signal)
Norbert M. schrieb:> Abgesehen von der geforderten> Genauigkeit fehlt die allerwichtigste Angabe, nämlich der Messbereich.
Der Messbereich bei der Temperatur liegt bei 0-400°C. Beim Druck 0-7
bar.
Zur Genauigkeit wurden eben keine expliziten Forderungen gestellt.
Sollte aber natürlich trotzdem gut sein, bei überschaubarem Aufwand.
Norbert M. schrieb:> So aus dem Gefühl heraus würde ich einen günstigen ADC nehmen, der> die Spannung auf 1 Grad auflösen könnte
Allerdings müsste ich dann 0,5 °C als weiteren Fehler hinzurechnen
(0,5*LSB). Im Hinlick auf die Fehlerrechnung, Messunsicherheit usw.
wollte ich deshalb die Auflösung kleiner wählen (0,1°C).
mfg Peter
