Hallo zusammen, ich mache mir ein paar Gedanken dazu, wie ich mein PT100-Frontend gestalten möchte. Ziel ist die Regelung einer Temperatur bei 50°C auf +/-1°C genau. Nun würde ich gerne rausfinden, welche Toleranzklasse für den PT100 nötig ist und welche Messchaltung (2, 3 oder 4-Draht) erforderlich sein wird, also ein Problem der Fehlerfortpflanzung. Wie genau muss meine Messeinrichtung bzw. -kette nun sein? Ich habe irgendwann mal den Faktor 10 gelernt, in diesem Fall also müsste eine Genauigkeit von 0,1°C gegeben sein. Gibt es zu diesem Faktor 10 einen theoretischen Hintergrund, der über die Aussage "das reicht" hinausgeht? Grüße, Felix
Felix H. schrieb: > ich mache mir ein paar Gedanken dazu, wie ich mein PT100-Frontend > gestalten möchte. Ziel ist die Regelung einer Temperatur bei 50°C auf > +/-1°C genau. Ein PT1000 entspannt die Situation deutlich; eine ratiometrische Messung mit einer Auswerteschaltung (µC oder analoger Komparator) reicht aus. Viel wichtiger ist es, den Sensor auf die Temperatur des Medium zu bringen. Was willst Du messen? Wasser, Luft, fester Körper?
Dier erste Frage, die auftaucht waere : Muss die Temperatur absolut genau sein, oder genuegt die Stabilitaet ? Falls die Temperatur absolut genau sein soll, weshalb? Die zweite Frage waere : Wie wird was gemessen? Auch der genaueste Sensor misst erst mal seine eigene Temperatur, wenn man Glueck hat. Wie macht man nun, dass die eigene Temperatur und die zu messende Temperatur identisch sind. Und was ist die Umgebung?
Was gemessen werden soll ist die Temperatur eines Aluminumkörpers, Maße ca. 150x150x10mm, Alu massiv uneloxiert. Dazu wurde auch bereits ein PT100 in Chip-Gehäuse ausgewählt, welcher auf die Oberfläche des Quarders mit Wärmeleitkleber aufgeklebt werden soll. Umgebung: Raumluft bei ca. 20°C. Einschraub- und Aufschraubfühler sind auch bekannt, sind aber aus Platzgründen vorerst ausgeschieden. Die Temperatur sollte wirklich 50°C +/-1°C absolut betragen. Sprich: nähme ich ein Referenzthermometer, sollte der gemessene Wert tatsächlich in o.g. Bereich liegen.
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Felix H. schrieb: > Die Temperatur sollte wirklich 50°C +/-1°C absolut betragen. Sprich: > nähme ich ein Referenzthermometer, sollte der gemessene Wert tatsächlich > in o.g. Bereich liegen. Wenn du dein Referenzthermometer auf den Aluklotz hältst, wirst du feststellen, dass der ganze Klotz keine einheitliche Temperatur hat. ALso mach dir da jetzt wegen 0.1° keinen Kopf. Viel einfacher wäre es, einen PT1000 zu verwenden, wie m.n. weiter oben schon angemerkt hat. Warum? Weil du zum Messen einen Strom durch den PT schicken musst, der ja nichts anderes als einen Widerstand darstellt. Am Spannungsabfall über diesem Widerstand kannst du die Temperatur ermitteln. Nur: Wenn über einem Widerstand eine Spannung abfällt, da also Strom fliesst, dann wird der Widerstand warm! D.h. je höher der Strom ist, den du durch den PT schickst, desto mehr erwärmt sich der von sich aus! P = U * I. Und dieses P muss irgendwo hin! Im Zweifelsfall werden physikalische Systeme eben immer warm, wenn man mit der zugeführten Energie nichts sinnvolles anstellen kann. Ein Widerstand kann aber nichts sinnvolles anstellen, ausser warm zu werden. OK, irgendwann wird er so warm werden, dass er die Energie in Form von Licht (oder Rauch) abgibt, aber das ist ja nicht der Sinn der Sache. D.h. aber auch du bist daran interessiert, den Strom eher klein zu halten. Je kleiner ein Widerstand, desto mehr Strom rinnt aber bei einer vorgegebenen Spannung. Das widerspricht aber wiederrum dem Prinzip, dass du eigentlich den Stromfluss klein halten willst, weil du sonst eine nicht vernachlässigbare Eigenerwärmung hast. Das aber widerspricht wiederrum deiner Forderung nach den 0.1°, auf die du gerne messen möchtest. Was bringt dir eine Messung auf 0.1°, wenn sich der Temperaturfühler durch die Messung selbst schon um 0.5° (Hausnummer) erwärmt? Richtig. Nichts. Hältst da aber den Strom so gering, dass du kaum mehr mit Eigenerwärmung rechnenn musst, dann fällt über dem Widerstand nur noch sehr wenig Spannung ab. D.h. du brauchst Messverstärker und eine gute Messtechnik, damit diese kleinen Spannungen nicht im allgegenwärtigen Rauschen untergehen.
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Felix H. schrieb: > Dazu wurde auch bereits ein > PT100 in Chip-Gehäuse ausgewählt, welcher auf die Oberfläche des > Quarders mit Wärmeleitkleber aufgeklebt werden soll. Nicht gut. Wenn das Ganze überhaupt in Richtung genaue Messung gehen soll, sollte der Sensor in einem Loch versenkt werden, so dass möglichst auch einige mm Zuleitung noch innerhalb des Alus verlaufen. Und 0,1 K IST anspruchsvoll, auch wenn hier einige "Spezialisten" immer wieder behaupten, sie könnten das mit einer alten Diode messen. Bei einem aufgeklebten Chip ist nur eines sicher: die gemessene Temperatur liegt zwischen der des Alublocks und der Umgebungstemperatur. Georg
Bevor du dir Gedanken über 1 K Genauigkeit machst, solltest du erörtern, wie du eine Aluplatte bei 20°C Raumtemperatur gleichmäßig auf 50°C erwärmen willst.
Und danach solltest du überlegen, welchen Einfluss der sich ändernde Luftdruck auf das Ergebnis hat.
Karl H. schrieb: > D.h. aber auch du bist daran interessiert, den Strom eher klein zu > halten. Je kleiner ein Widerstand, desto mehr Strom rinnt aber bei einer > vorgegebenen Spannung. Das widerspricht aber wiederrum dem Prinzip, dass > du eigentlich den Stromfluss klein halten willst, weil du sonst eine > nicht vernachlässigbare Eigenerwärmung hast. Das aber widerspricht > wiederrum deiner Forderung nach den 0.1°, auf die du gerne messen > möchtest. Das stimmt zwar schon, nur sieht die Gleichung nach einsetzen schon etwas freundlicher aus: P = I^2 R Heraeus gibt bspw. für ihre SMD PTx im 0805-Gehäuse folgendes an 1) Messstrom PT100 0.3 mA bis 1.0 mA PT1000 0.1 mA bis 0.3 mA Selbsterwärmung: 0.8 K/mW D.h. für die Selbsterwärmung ergibt sich bei 0 °C: PT100: 0.009 mW bis 0.1 mW -> 7.2 mK bis 80 mK PT1000: 0.01 mW bis 0.09 mW -> 8 mK bis 72 mK Wenn der Messstrom einstellbar ist, kann auch die Zero Current/Power Resistance berechnet werden. R0 = R1 - I1^2 * ((R2 - R1) / (I2^2 - I1^2)) R2 = gemessener Widerstand bei Strom I2 R1 = gemessener Widerstand bei Strom I1 I1, I2 die jeweiligen Messströme 1) http://heraeus-sensor-technology.de/media/webmedia_local/media/pdfssensorkomponenten/smd_0805_v_d.pdf
Und: Vierleiter ist Pflicht, sonst hast Du die Temperatur bedingten Widerstandsänderungen der Zuleitung mit in der Messung. Die Pt100x gibt es außerdem in verschiedenen Genauigkeitsklassen, je präziser desto teurer selbstverständlich. Die Eigenerwärmung des Messfühlers wurde genannt, deswegen muss der Messstrom so gering wie möglich sein. Zum Kalabrieren der Messschaltung gibt es ausreichend präzise Widerstände. Wie schon oben beschrieben, die genaue Erfassung der Temperatur und, da Du ja offensichtlich heizen musst, die gleichmäßige Verteilung der Temperatur sind nicht zu unterschätzen. Was soll das denn werden, eine Bierbrau-Anlage?
Ok, um noch präziser zu werden: es soll tatsächlich die Temperatur an der Oberfläche erfasst und geregelt werden weil genau die auch interessiert. Zur Eigenerwärmung hätte ich jetzt getippt, dass die 100µW bei einem PT100@1mA durch die thermisch angekoppelte Masse des Aluklotztes vernachlässigbar sind. Aber das kriegt man wohl nur durch Versuche raus. Ich sehe zudem ein, dass ein PT1000 größere Empfindlichkeit bietet bzw. einen kleineren Messstrom ermöglicht. > Das aber widerspricht wiederrum deiner Forderung nach den 0.1°, > auf die du gerne messen möchtest. Meine Frage zielte aber auch genau darauf ab, ob ich überhaupt auf 0,1°C genau messen MUSS. Also: wie genau muss ich eigentlich messen können um die Forderung nach 50°C +/-1°C zu erfüllen?
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Arc N. schrieb: > Messstrom > PT100 0.3 mA bis 1.0 mA Schön. Dann rechne dir doch mal aus, welche SPannung dann über den PT100 abfallen darf, damit sich 1.0mA ergeben. Wenn wir mal von 0° ausgehen, denn dann hat ein PT100 einen Widerstand von 100 Ohm, dann sind das 100*0.001 = 0.1V Sehen wir uns die Widerstandsänderung über die Temperatur an, dann sehen wir, dass wir zuverlässig im Bereich von 0.1V bis (bei ihm) ca. 0.15V messen müssen. Nicht gut für die Wahl einer Referenzspannung. Als muss verstärkt werden. Wo kriegst du die Spannung her? Wenn du keine Konstantstromquelle hast, dann nimmst du im einfachsten Fall einen Widerstand und machst mit dem PT100 einen SPannungsteiler. Rechne dir mal aus, wie gross dieser Widerstand sein muss, damit für den PT100 noch ca 0.1V übrig bleiben. Und dann kommt der grosse Schock: mach dir eine Grafik, wie in diesem Fall die SPannung sich mit der Temperatur ändert. Der Zusammenhang ist schwer nichtlinear. D.h. du brauchst Konstantstromqquelle Messverstärker Und bei 0.1V sollte das kein schlechter Messverstärker sein. Bei einem PT1000 ist das alles deutlich entspannter. Den Fehler, einen PT100 zu kaufen hab ich auch mal gemacht :-) Erst war ich happy. Bis ich dann mal zu rechnen angefangen habe.
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Viele sagen zu Alu 15x15x1ccm schlicht Kühlkörper. Ein Temperaturgradient zwischen "Heizstelle" und "Außenkanten" ist da inhärente Eigenschaft. Da muß jede Form von Wärmefluß an den Grenzen dieses Körpers verhindert werden, d.h. das Teil braucht eine ordentlich Isolierung. Wenn im Alu 0,1K abfallen dürfen, dann sind es von Alu zur Umgebung 30K (50C -> 20C Raumtemperatur). Die Wärmeleitfähigkeit von Alu 236 W/(m*K) muß also um mind. das 300 fache unterboten werden. Styropor hat <0,04 W/(m*K), ich schätze mal 5..10cm davon rund rum. Das entscharft auch das Sensorproblem etwas.
@Heraeus-Sensor: In der schlechtesten Tolerenzklasse 2B haben die bereits eine Abweichung von umgerechnet 0,61K. Deswegen die initiale Toleranz des Messsensors nicht unterschätzen.
Hi Felix, wie soll die Energie in das 150x150x10mm große Alu-Bauteil reinkommen? Wie ist es befestigt? Gibt es thermische Isolierungen? Das man eine Temperatur auf 0,1°C messen kann steht außer Frage. Das wird, nach erfolgtem Abgleich der Messschaltung, funktionieren. Für nur eine Temperatur (z.B. 50°C) geht das. Wenn du einen Bereich (z.B. 0, 50 und 100°C) auf 0,1°C genau haben willst wird's schon sehr schwierig. Der Sensor sollte generell im Bauteil die Messarbeit verrichten. Aber die Wärmeverteilung in einem 150x150x10mm großen Block ist nicht homogen. Bedenke das es Ober- und Unterseite gibt, die bereits durch den Temperaturunterschied zwischen dem Block und der Umgebungsluft durch die Luft unterschiedlich umspült und damit auch unterschiedlich gekühlt werden (Thema Konvektion). Je nach Einbringung der Wärmequelle werden die Randbereiche um mehrere Grad (5 - 10°C) kühler sein. Gruß Uwe
Das klingt irgendwie wieder mal nach Laseranwendung. Mit einem Kupferklötzchen (oder Silber) käme man dank Faktor 2 besserer Wärmeleitfähigkeit weiter. Vermutlich entpuppt sich das Aluklötzchen aber als Teil eines Peltierelements. Mit Intervallmessung (Sensor nur bestromt wenn gerade gemessen wird) bringt man die Verlustleistung noch etwas runter. Sauberes Analogdesign ist absolut Pflicht. Fragen zur Dynamik bleiben offen. Ohne die Angabe ist die Aufgabe aber nicht direkt lösbar. Der PT100 verhält sich erstmal physikalsich linear. Wer möchte kann das Verhalten des konkret verbauten Sensors hochgenau ausmessen und nachkalibrieren, Filtern bis der Arzt kommt, die Eigenerwärmung herausrechnen und kommt dann irgendwann wirklich sehr genau. Das muss dann aber die restliche Signalkette auch entsprechend ausgelegt sein. Viel Erfolg hauspapa
Schau Dir einmal den XTR105 an http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/XTR_105_DB.pdf mir gefällt der XTR101 auch sehr gut.
Der PT1000 vereinacht vor allem die Zuleitungen. Das kann man wohl noch mit 2 Leitern auskommen, wenn die Leitungen nichtzu lang sind. Bei PT100 ist der Effekt der Zuleitungen 10 mal größer. Die Spannung am PT1000 ist gut 3 mal größer, bei gleicher Eigenerwärmung. So groß ist da der Unterschied nicht, aber es hilft. Der wesentliche Vorteil von PT100 gegen PT1000 ist die bessere Langzeitstabilität bei hoher Temperatur oder sehr hohen Ansprüchen. Sofern man für ein vernünftige Isolierung nach außen sorgt, ist die Wärmeleitung im Aluminium schon recht gut. Im Vergleich zu anderen Aufgaben ist das schon eine günstige Randbedingung. Ganz an den Rand sollte man den Sensor und die Heizung aber trotzdem nicht setzen, und wenn möglich die Heizung auch ähnlich dem Wärmebedarf verteilen. Wie man das Fehlerbudget verteilt, ist eine Abwägungssache.
Felix H. schrieb: > Meine Frage zielte aber auch genau darauf ab, ob ich überhaupt auf 0,1°C > genau messen MUSS. Also: wie genau muss ich eigentlich messen können um > die Forderung nach 50°C +/-1°C zu erfüllen? Nein, das mußt Du nicht unbedingt. Hohe Auflösung ist immer gut, aber Genauigkeit würden m.E. Faktor 3 reichen (0,33 K). Ein PT1000 müßte so auf 1 Ohm genau vermessen werden: kein großes Problem. Du mußt Dich eher darauf einstellen, daß es je nach Wärmeerzeuger länger dauert, bis der gesamte Körper die Solltemperatur erreicht hat. Bei konstanter Masse kannst Du ausrechnen, welche elektrische Energie zugeführt werden muß, um z.B. den Alublock von 30 °C um 20 K zu erwärmen. Hinzu kommt die Ernergie, die durch Abkühlung an die umgebende Luft erfolgt. Wie erwähnt, ist eine ratiometrische Messung sehr ratsam und, zur Vermeidung von Eigenerwärmung des Sensors, eine gepulste Messung. An anderer Stelle hatte ich dfür ein Beispiel gezeigt, dessen Temperaturbereich aber zur Verbesserung der eingeengt werden müßte. Sprich: ein OPV mit Faktor 5-10 müßte ergänzt werden. Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)"
> Dazu wurde auch bereits ein> PT100 in Chip-Gehäuse ausgewählt, > welcher auf die Oberfläche des Quaders mit Wärmeleitkleber > aufgeklebt werden soll. Chipwiderstaende sind nicht wirklich die Genauesten, weil mechanische Spannungen den Wert veraendern... So ganz nebenbei. Wir hatten immer noch nicht gehoert, was das Ganze soll.
... Verbesserung der Auflösung eingeengt ...
Felix H. schrieb: > Ok, um noch präziser zu werden: es soll tatsächlich die Temperatur an > der Oberfläche erfasst und geregelt werden weil genau die auch > interessiert. Wieder mal Salamitaktik. Ja nicht zuviel auf einmal an Infos preisgeben. Meinst du wirklich die Oberfläche deines Alus hat da wo der Sensor draufklebt die gleiche Temperatur wie da wo das Alu direkt an der Luft ist. Du hast allein da schon zwei Probleme: 1. Mit deinem Sensor "isolierst du an der Stelle die Aluplatte. 2. Der Sensor selbst wird von der Umgebungsluft gekühlt, also misst du irgendeine Temperatur die zwischen der Aluplatte und der Umgebungsluft ist. Du hast Glück, beide Effekte gleichen sich etwas aus. Wie stark sie aber im Einzelnen sind und welcher dann der Ausschlaggebende ist weisst du nicht und kannst du praktisch nicht berechnen.
Kurz bevor ich hier den PC für heute ausmache: es geht um so etwas hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Thermocycler Geheizt werden soll flächig mit einer Heizfolie von unten. Und, ja, der Alublock wird von allen Seiten außer oben isoliert werden.
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Aha. wie gedacht. Die 50 Grad sind ein akademischer Furz. Die 50 Grad ist fast voellig egal, es muss nur reproduzierbar sein ... relaxen Leute.
Karl H. schrieb: > Schön. Dann rechne dir doch mal aus, welche SPannung dann über den PT100 > abfallen darf, damit sich 1.0mA ergeben. Mache ich häufiger... normalerweise sind die Messströme hier in etwa zw. 10 mA bei PT0.25 und 0.1 mA für PT100... > Wenn du keine Konstantstromquelle hast, würde ich keine Messungen mit PTs machen... > Bei einem PT1000 ist das alles deutlich entspannter. Das mit Sicherheit.Die Frage ist, wie immer bei solchen Threads, was will der TO eigentlich genau... Und etwas zum eigentlichen Thema: TAR/TUR also Test Accuracy Ratio/Test Uncertainty Ratio dürfte das sein, was der TO gelernt hat ("Wie genau muss meine Messeinrichtung bzw. -kette nun sein? Ich habe irgendwann mal den Faktor 10 gelernt"). Kurze Einführung: http://www.transcat.com/media/pdf/TUR.pdf Umfangreicher: http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5991-1267EN.pdf oder z.B. http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/NHBK873919-4.pdf Was aber bei der Regelung an sich erstmal keine Rolle spielt, da geht es nur um die Konstanz bzw. die Auflösung. Vorausgesetzt, dass der Sensor kalibriert und die Kalibrierung später (regelmäßig) wiederholt werden kann. Eine Möglichkeit wäre hier z.B. mit einem entsprechend genauen Sensor + Messgerät die Oberflächentemperatur zu messen und den Regelungssensor damit zu kalibrieren. Ob das reicht (Uniformität der Temperatur über die Oberfläche, Langzeitdrift etc. pp.), muss der TO wissen
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Wir nehmen für Thermostate zur Regelung gerne den SMT-160-30-220. Ist nicht ganz billig, läßt sich aber super montieren (TO-220) und einfach in den Regel-MC einlesen (Capture Input). Zu den Heiztransistoren geht es nach Siebung des PWM-Ausgangs. Da rein digital, gibt es keine analogen Verfälschungen. http://de.farnell.com/smartec/smt-160-30-220/temp-sensor-to220-3-160/dp/1209515
Kein Schnäppchen, eher Schnappatmung ;-) "Erfassungsgenauigkeit +/-1.7°C" beim TO220 ist auch nicht der Renner.
m.n. schrieb: > "Erfassungsgenauigkeit +/-1.7°C" beim TO220 ist auch nicht der Renner. Resolution 0.005°C Repeatability 0.2°C sind die benötigten Parameter.
Die Zahlen sind natürlich besser als "Total accuracy 1.7 °C"
Felix H. schrieb: > Ziel ist die Regelung einer Temperatur bei 50°C auf +/-1°C genau. > Nun würde ich gerne rausfinden, welche Toleranzklasse für den PT100 > nötig ist Pt100 sind sehr reproduzierbar genau, es tut ohne Kalibrierung schon die billigste Klasse B. > und welche Messchaltung (2, 3 oder 4-Draht) erforderlich sein wird Wenn die Zuleitung nicht exorbitant lang ist, reicht 2-Leiter. > Wie genau muss meine Messeinrichtung bzw. -kette nun sein? Ich habe > irgendwann mal den Faktor 10 gelernt, in diesem Fall also müsste eine > Genauigkeit von 0,1°C gegeben sein. Wenn du auf +/-1 GradC genau sein willst, ist das deutlich übertrieben. > Gibt es zu diesem Faktor 10 einen > theoretischen Hintergrund, der über die Aussage "das reicht" hinausgeht? Er ist Unsinn. Du kannst entweder ratiometrische Messung mit verstärktem (und praktischerweise gleich etwas linearisiertem) Analogsignal an einen 0-5V/10 bit A/D-Wandler machen der oft im uC eingebaut ist
1 | +------+---+--------- AVCC |
2 | | | | |
3 | R1 R2 | |
4 | | | | |
5 | +------)---)--R5--+ |
6 | | | | | |
7 | +--R6--)--|+\ | |
8 | | | | >----+-- A/D |
9 | | +--|-/ | |
10 | | | | | |
11 | RTD +---)--R4--+ |
12 | | | | |
13 | | R3 | |
14 | | | | |
15 | +------+---+--------- AGND |
Beispielrechnung: VRef = Vref+ - Vref- = 5V-0V = Referenz für den A/D Wandler und damit dessen Messbereich, 5V RTD der Temperatursensor, Widerstand bei 0 GradC, Pt100 Tmin = minimale Temperatur, 0 GradC Tmax = maximale Temperatur, 100 GradC RTDmin = Widerstandswert des RTD bei minimaler Temperatur, 100 Ohm (aus Tabelle ablesen) RTDmax = Widerstandswert des RTD bei maximaler Temperatur, 138.5 Ohm (aus Tabelle ablesen) RTD = mittlerer Widerstandswert des RTD = (RTDmin + RTDmax)/2 = 119.25 Irtd = ungefährer Strom durch den RTD, festlegbar, 1mA (Pt1000 sollte 0.1 oder 0.25mA verwenden) R1 = Vref/Irtd - RTD = 4880.75 Ohm = 4k7 mit R6 kann man R an die vom OpAmp bevorzugte Eingangsimpedanz anpassen, hier 0 Ohm R = mittlere Quellimpedanz = R1*RTD/(R1+RTD)+R6 = 116.3, kann man durch R6 höher wählen wenn R2/R3/R4 aus Stromspargründen hochohmiger sein sollen Umin = VRef * RTDmin / (R1+RTDmin) = 5 * 100 / (4k7 + 100) = 0.10417 Umax = VRef * RTDmax / (R1+RTDmax) = 5 *138.5 / (4k7 + 138.5) = 0.14312 U = Eingangsspannungshub = Umax-Umin = 0.03895 Amin = Ausgangsspannung bei minimaler Temperatur (bei single supply oder R2R OpAmp nicht ganz VRef-), 0.1V Amax = Ausgangsspannung bei maximaler Temperatur (bei R2R nicht ganz Vref+), 4.9V A = Ausgangsspannunghub = Amax-Amin = 4.8V G = Verstärkungsfaktor = A/U = 4.8/0.03895 = 123.2349 M = Umin + (Umin-Amin)/G = 0.10417 + (0.10417-0.1)/123.2349 = 0.10420 c = Vref/M - 1 = 478 R3 = R*(1+c)/c = 119.25 * (1+478)/478 = 119.5 R2 = c * R3 = 57120.75 R4 = (G-1) * R = 14215.92 mit R5 kann man die Kennlinie um einen quadratischen Faktor linearisieren, hier nicht gezeigt mit R7 kann man den nachfolgenden A/D Wandler vor Überspannung schützen, bei OpAmp mit höherer Versorgung mit C kann man das Analogsignal filtern wenn R7 vorhanden ist, vor allem wenn R7 über 10k hat, 10nF mit dem zweiten OpAmp kann man eine schwache Referenzspannung puffern Rechenweg mit Linearisierung durch R5, Excel-Spreadsheet: http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=slyt442 http://www.ti.com/lit/an/slyt437/slyt437.pdf (Seite 21 mit RTD_Linearization_v7.xls aus slyt442.zip auch als Dreidrahtanschluss) http://www.linear.com/docs/1544 (letzte Seite, auf 0.1 GradC einstellbar genau) oder den Weg gehen, mit einem hochauflösenden A/D-Wandler (z.B. 18 bit) den Widerstandswert des Pt100 Sensores im Vergleich zu einem bekannten Referenzwuiderstand zu messen, dafür brauchst du dann den standardisiert-genomten Rechenweg vom Widerstandsweg zur Temperatur von Uwe Bonnes
1 | /* PT1XXX related */ |
2 | #define KOEFF_A 3.9083E-03 |
3 | #define KOEFF_B -5.775E-07 |
4 | #define KOEFF_C -4.183E-13 |
5 | |
6 | #define R0 1000.0 |
7 | /* Formeln aus |
8 | * Elektrische Temperaturmessung, Mattias Nau |
9 | * Teilenummer: 00074750 |
10 | * Buchnummer: FAS 146 |
11 | * ISBN-13: 978-3-935742-06-1 |
12 | * |
13 | * Formeln 18/19 |
14 | */ |
15 | |
16 | float R2T(float rx) |
17 | {
|
18 | float tnew; |
19 | if (rx < 999.9) {
|
20 | float ti; |
21 | tnew = -5.0; |
22 | do {
|
23 | float tmp1, tmp2; |
24 | ti = tnew; |
25 | tmp1 = 1 + KOEFF_A * ti + KOEFF_B * ti * ti + KOEFF_C * (ti - 100.0)* ti * ti * ti; |
26 | tmp2 = KOEFF_A + 2 * KOEFF_B * ti + KOEFF_C * (3 * ti * ti * (ti - 100.0) + ti * ti *ti); |
27 | tnew = ti - (((R0 * tmp1) - rx) / (R0 * tmp2)); |
28 | }while(fabs(ti - tnew) > 0.2); |
29 | } |
30 | else {
|
31 | float tmp; |
32 | tmp = -R0 * KOEFF_A; |
33 | tmp += sqrt(R0 * KOEFF_A * R0 * KOEFF_A - 4 * R0 * KOEFF_B * (R0 - rx)); |
34 | tnew = tmp / (2 * R0 * KOEFF_B); |
35 | } |
36 | return tnew; |
37 | } |
38 | |
39 | float tmp = (float) Summe / (Anzahl * ( 1 << N-Bit(Aufloesung)) |
40 | r = tmp * R0 /( 1.0 -tmp) |
41 | t = R2T(rx) |
Lass dir keinen Blödsinn erzählen von Leuten, die nicht wissen, warum es überhaupt Pt100 und Pt25 gibt (obwohl für dein 1 GradC auch Pt1000 ausreichend wäre).
m.n. schrieb: > Wie erwähnt, ist eine ratiometrische Messung sehr ratsam und, zur > Vermeidung von Eigenerwärmung des Sensors, eine gepulste Messung. Ist bei Pt100 völlig überflüssig. Selbst frei im Raum schwebende kleine Sensoren werden von den 100 Mikrowatt der 1mA nicht um 1 GradC verfälscht, bei auf Alublock montierten sind das nicht mal 0.01 GradC, also völlig unwichtig. Wer natürlich auf 1 Millikelvin genau messen will...
MaWin schrieb: > m.n. schrieb: >> Wie erwähnt, ist eine ratiometrische Messung sehr ratsam und, zur >> Vermeidung von Eigenerwärmung des Sensors, eine gepulste Messung. > > Ist bei Pt100 völlig überflüssig. Ich weiß, Du hast das Prinzip der ratiometrischen Messung nicht verstanden. Das ist aber auch egal.
Felix H. schrieb: > Gibt es zu diesem Faktor 10 einen > theoretischen Hintergrund, der über die Aussage "das reicht" hinausgeht? Vermutlich ist damit die Auflösung gemeint. Der Regelkreis muß ja schon greifen, bevor der Grenzwert überschritten wird. Eine 10-fach höhere Auflösung gibt der Regelung genügend Luft, um rechtzeitig gegensteuern zu können. Die PID-Parameter einer Temperaturregelung sind garnicht so einfach zu ermitteln, wenn große Massen beheizt werden sollen und trotzdem schnell und ohne großes Überschwingen geregelt werden soll. Gegen Zugluft hilft oft nur ein doppelwandiger Thermostat, sonst ist die Regelung ständig am Zappeln.
m.n. schrieb: > Kein Schnäppchen, eher Schnappatmung ;-) Ich nehme gern etwas mehr Geld in die Hand, wenn dadurch viel analog Krams und dessen Fehlerquellen entfallen. Bei Digital: Aufbauen - Anschließen - läuft. Und einen stabilen >18Bit ADC kriegt man auch nicht für lau.
Hochauflösende ADCs sind nicht mehr so teuer. Günstige Kandidaten wären etwa MCP3551, MCP3422 oder MCP3911. Für den eher kleinen Temperaturbereich tut es aber auch der OP als Brückenverstärker und der µC interne ADC. Für eine gute Konstanz wäre die getrennte Regelung auch für die Abdeckung an der Seite auf die es ankommt sicher eine gute Idee.
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