Hallo guten Tag,
im Anhang ist mein Ziel dargestellt.
Wenn ich beispielsweise einen Pt100 mit 4 Leiter Anschluss habe:
http://www.omega.de/pptst/SA2C_SA2F-RTD.html
Dann möchte ich den Temperaturwert mit meinem µC (Arduino Uno)
aufnehmen.
Betrachtet habe ich mehrerer Umformer:
* http://www.omega.de/pptst/TXDIN1600_SERIES.html
* https://www.sensorshop24.de/temperaturfuehler/oberflaechenfuehler
/oberflaechenfuehler-mit-anlegeklotz/oberflaechenfuehler-mit-anlegeklotz
/search/10-0-meter-48/
*
http://www.voelkner.de/products/36561/Messumformmodul-Pt1000-10v-0-160c.html?ref=43&products_model=S75933&gclid=COHel5e6wM4CFdiZGwodYm0EAg
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Diese Messumformer könnten nicht mit dem Arduino (5 V) versorgt werden.
Nur einen Messumformer mit einer Betriebsspannung von 5 V habe ich
gesehen:
https://www.pollin.de/shop/dt/NzI3OTgxOTk-/Bauelemente_Bauteile/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_PT100_Messwandler_V2_0.html
Dabei scheint die Qualität anscheinend nicht "gut" zu sein. Bzw. ich
mache mir Sorgen, dass aufgrund des geringen Preises die Qualität stark
leided.
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Irgendetwas scheint mit meiner Überlegung nicht zu stimmen.
Eigentlich sollte ein Konstanstrom von 1 mA durch den Pt100 getrieben
und dann die Spannung gemessen werden. Dabei sollte der Umformer mit 5 V
vom µC versorgt werden.
Es scheint so einen Umformer nicht zu geben.
Ich könnte selber eine 1 mA Stromquelle bauen.
Aber Zuerst möchte ich wissen, ob es wirklich keinen anderen Weg gibt.
Es kann ja sein, dass die Nachfrage einfach nicht vorhanden ist und es
deswegen so einen Umformer nicht gibt.
Vielleicht kennt sich jemand aus!
Vielen Dank!
Einen schönen Tag wünsche ich.
Darya schrieb:> Nur einen Messumformer mit einer Betriebsspannung von 5 V habe ich> gesehen:> https://www.pollin.de/shop/dt/NzI3OTgxOTk-/Bauelemente_Bauteile/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_PT100_Messwandler_V2_0.html>> Dabei scheint die Qualität anscheinend nicht "gut" zu sein.
Nun, dieser Bausatz ist zwar etwas besser als ein Vorgänger,
aber wenn die Messgenauigkeit besser als ein Grad sein soll,
würde ich das diesem Bausatz nicht zutrauen.
> Ich könnte selber eine 1 mA Stromquelle bauen.
Dir ist schon klar, das eine Stromabweichung von 0,4% einen
Fehler von >1Grad ergibt?
>Dir ist schon klar, das eine Stromabweichung von 0,4% einen>Fehler von >1Grad ergibt?
Das Problem kenne ich noch nicht so genau!
0,4 % sind sehr wenig!
1 mA / 100 = 0,01 mA * 0,4 = 0,004 mA = 4 µA
+/- 4 µA => +/- 1 °C
=> Also ist das selber Bauen eines Umformers nicht möglich ?
Darya schrieb:> Dabei bin ich mir aber gar nicht so sicher, ob der lm 317 das schafft :D
Der LM317 ist nun bestimmt keine Präzisionskonstantstromquelle, wie man
sie sinnvoll für einen Pt100 verwendet.
Darya schrieb:> => Also ist das selber Bauen eines Umformers nicht möglich ?
Natürlich ist das möglich. Man sollte allerdings schon etwas
Erfahrung in der Entwicklung von Elektronikschaltungen haben.
Wenn z.B. mit einer Präzisionsstromquelle zuerst der PT100
und dann ein 100Ohm-Präzisionswiderstand ausgemessen wird,
kann man die Langzeitdrift der Stromquelle rausrechnen. Wenn
man nicht aus speziellen Gründen PT-Fühler braucht, ist der
Umgang mit Halbleiterfühlern wesentlich einfacher. Insbeson-
dere, wenn diese gleich einen Digitalausgang haben.
Harald W. schrieb:> Wenn man nicht aus speziellen Gründen PT-Fühler braucht, ist der> Umgang mit Halbleiterfühlern wesentlich einfacher. Insbesondere,> wenn diese gleich einen Digitalausgang haben.
Diese Einsicht nützt aber nicht viel, wenn das Ziel explizit der Betrieb
eines Pt100 an einem Mikrocontroller ist. Auch stößt ein
Halbleiterfühler schnell an seine Grenzen, wenn man den Messbereich mit
dem eines Pt100 vergleicht.
Darya schrieb:> Sehr kompliziert das ganze!
Es wäre wesentlich einfacher, als erstes den gewünschten Meßbereich
und die gewünschte Genauigkeit zu nennen.
Es gibt schon fertige Chips, die nicht nur den Konstantstrom erzeugen,
sondern das ganze auch digitalisieren und den Wert fix und fertig an den
µC schicken.
Das ist sehr simpel und präzise.
Ich habe diesen hier verwendet:
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX31865.pdf
Es gibt dazu auch ein fertiges Board, falls du nichts löten willst.
Achja: Hier das Board mit dem chip:
http://www.mouser.com/ds/2/256/MAX31865PMB1-606857.pdf
Kann direkt an deinen µC angeschlossen werden.
Das Board gibts zB. bei Mouser oder einem anderen Versender deines
Vertrauens.
Wenn man sowieso mit einem Controller arbeitet kann man auch einfach
einen 22bit AD-Wandler nehmen (z.B. MCP3551). Siehe AN1154
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00001154B.pdf
Dadurch hat man keine temperaturabhänige Bauteile, die das Ergebnis
verfälschen.
Darya schrieb:> Sehr kompliziert das ganze!
Dafür hat so mancher sein halbes Leben gelernt um damit Geld
zu verdienen. Du bekommst hier einen Schnappschuss davon sogar
kostenfrei. Aber wenn dir Grundkenntnisse fehlen, werden wir die
auch nicht kompensieren können. Mit welchen Vorkenntnissen hier
jemand Fragen stellt ist schließlich keine Threadopener- Voraus-
setzung. Das Risiko etwas zu kaufen, womit du nicht klar kommst
können wir hier nicht übernehmen. Schau doch mal über google-Bilder
ob es da nicht einen Schaltplan gibt.
Was spricht eigentlich dagegen einen Ardunio mit dem PT100 an deinem
Messpunkt einzusetzen und mit einem zweiten(kostet ja kaum was)
eine Datenübertragung über die gewünschte Distanz aufzubauen?
Übrigens heißt das Wort das du für deine Suche benötigst nicht
Umformer sondern TELEMETRIE.
Darya schrieb:> Sehr kompliziert das ganze!
Die Frage ist, ob der Pt100 überhaupt für deine Anwendung erforderlich
ist?
Welchen Temperaturbereich benötigst du?
Welche Genauigkeit benötigst du?
Welche Auflösung benötigst du?
Matthias K. schrieb:> Wenn man sowieso mit einem Controller arbeitet kann man auch einfach> einen 22bit AD-Wandler nehmen (z.B. MCP3551).> ...> Dadurch hat man keine temperaturabhänige Bauteile, die das Ergebnis> verfälschen.
Das nicht, aber ein Schaltungsentwurf, bei dem ein 22-Bit-ADC auf den
unteren sechs bis acht Bits was anderes als erratisches Gezappel
liefert, ist nicht gerade trivial. Da misst man eher Mist als irgendwas
auch nur vage reproduzierbares.
Rufus Τ. F. schrieb:> Da misst man eher Mist als irgendwas> auch nur vage reproduzierbares.
Du weißt doch noch gar nicht, was der TO messen will.
Je nach Medium kann das problematisch sein oder nicht.
Darya schrieb:> Irgendetwas scheint mit meiner Überlegung nicht zu stimmen.
Sehe ich auch so.
Wenn zwischen Messumformer und uC-Analogeingang 20 Meter liegen sollen,
aber der Messumformer offenbar in der Nähe des Pt100 ist, stellt sich
die Frage, wozu man eine Vierleitermessung haben will.
Da sich in der Industrie manche Standardschnittstellen eingebürgert
haben, die mit 24V funktionieren, und 0-10V oder 4-20mA liefern, findest
du Fertigmodule guter Qualität halt nicht mit 5V.
Das von Pollin ist grober Murks.
Wenn ein Arduino eine Spannung von 0-5V messen soll, wird er seine
Betriebsspannung als Vergleichswert nehmen, und die ist alles andere als
stabil. Schwankungen von 0.4% sind da quasi an der Tagesordnung. Man
kann auf die Art nicht auf 1 GradC genau werden (vielleicht reichen die
ja auch 10 GradC, wer weiss...)
Man muss schon die Spannung, die der Messumformer des Pt100 liefern sol,
auf die Spannung beziehen, die der Arduino als Versorgung real gerade
jetzt erhält, also den Messumformer aus der Arduinobetriesspannung
versorgen. Er liefert dann NICHT 0V (z.B: bei 0 GradC) und 2.-5V bei 50
GradC und und 5V (z.B. bei 100 GradC(, sondern 0V bei 0 GradC und 50%
der Betribsspanung bei 50 GradC und 100% der Betriebspannung bei 100
GradC, egal ob die Spannung aktuell nun 4.9 oder 5.2V beträgt.
Die Schaltung ist einfach:
1
+------+---+--------- AVCC
2
| | |
3
20k 19k6 | TS507
4
| | |
5
+------)---)-48k3-+
6
| | | |
7
+------)--|+\ |
8
| | | >----+-- 0 bis 100 GradC
9
| +--|-/ |
10
| | | |
11
Pt1000 +---)-582k-+
12
| | |
13
| 1k |
14
| | |
15
+------+---+--------- AGND
Berechnung in
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.7.8
Das ist aber keine 4-Leiter Schaltung, und SOOO gut geeignet sind die 5V
auch nicht um 20 Meter störungsfrei zu überbrücken.
Die gleich darunter abgebildete Wandlerschaltung mit 4-Leiter Messung
mit MCP3424 liefert das Signal digital, aber auch das ist nicht SOOO
geeignet um 20 Meter zu überbrücken.
Etwas schlauer wäre eine Schalrung, die aus den 100-135 Ohm des Pt100
einen Strom von sagen wir 4-20mA macht, diesen Strom durch deine 20
Meter Leitung schickt, und am uC dann ein Widerstand ist, durch den der
Strom einen Spannungsabfall von bis 1V ergibt, und dann der
Analogeingang mit interner 1.1V Referenz als Vergbleichswert misst.
Diese interne 1.1V Referebz ist nämlich 1000 mal stabiler als die 5V
Versorgung (allerdings auch nicht so besonders genau, man muss also
kalibrieren).
1
+--------+---------...---------- +5V
2
| |
3
Pt100 +------+
4
| | |
5
+----|LT1635|--+ 20m
6
| | |
7
+------+ |
8
| |
9
+-----+---...---+------ A/D-Eingang
10
|
11
100R
12
|
13
+------ GND
Ich könnte mir vorstellen, daß man die Schaltung mit einem LT1635
realisieren könnte, hjabe aber keinen Schaltplan.
Inkognito schrieb:> Du weißt doch noch gar nicht, was der TO messen will.> Je nach Medium kann das problematisch sein oder nicht.
Das hängt nicht vom Medium ab, das grundlegende Schaltungsdesign rund um
den 22-Bit-ADC ist das Problem. Masseflächen, Versorgungsspannung,
Aufbereitung der zu messenden Spannung (Eingangsverstärker bzw. -Teiler,
Rauschverhalten der verwendeten diskreten Bauteile).
Auch wenn es nur darum geht, Tendenzen, also Änderungen von Werten zu
bestimmen, und nicht absolute Werte, ist das überaus kritisch.
Rufus Τ. F. schrieb:> Matthias K. schrieb:>> Wenn man sowieso mit einem Controller arbeitet kann man auch einfach>> einen 22bit AD-Wandler nehmen (z.B. MCP3551).>> ...>> Dadurch hat man keine temperaturabhänige Bauteile, die das Ergebnis>> verfälschen.>> Das nicht, aber ein Schaltungsentwurf, bei dem ein 22-Bit-ADC auf den> unteren sechs bis acht Bits was anderes als erratisches Gezappel> liefert, ist nicht gerade trivial. Da misst man eher Mist als irgendwas> auch nur vage reproduzierbares.
ich weiß ja nicht ob Du das schon einmal gebaut und angewendet hast, es
sieht jedenfalls nicht danach aus....
Das sogenanntes "Gezappel" ist immer noch um Klassen besser als alles,
was sich mit vergleichbaren(!) Kosten (5-8€) mit Analog a la bisher
präsentierte Schaltungen aufbauen läßt.
Die Genauigkeit hängt bei korrekter Software und halbwegs brauchbaren
Steckverbindern (ggfs Thermospannungen) nur vom PT100 ab. Die
Entkopplung der Versorgung vom uC zum ADC ist gelinde gesagt trivial und
durch die geringen Spannungspegel (ca. 0,1V über dem Sensor) und dem
großen Eingangsspannungsbereich des ADCs (Vcc) auch gut und leicht mit
einfachsten Mitteln gegen EMV/ESD was auch immer schützbar.
Wie auch immer - ein uC, ein (vergleichbarer) Wandler und ein Widerstand
mit geringstem Tk und fertig ist ein nur vom PT100 abhängiger
Temperatursensor, der qualitativ alles, was sonst hier so herumgeister
um Längen aussticht.
BTDT und der Vergleich in einem Kalibrierlabor (im Bereich -50 -
+250°C)... Naja, schlechte Karten für die Superdupergeräte...
MiWi
MaWin schrieb:> Das von Pollin ist grober Murks.
Die "neue" schaltung ist aber schon detlich besser als die "alte".
www.pollin.de/shop/downloads/D810272B.PDF
Harald W. schrieb:> MaWin schrieb:>>> Das von Pollin ist grober Murks.>> Die "neue" schaltung ist aber schon detlich besser als die "alte".> www.pollin.de/shop/downloads/D810272B.PDF
Ach?
Ich sehe im Schaltplan einen 100n. Welchem OPV hilft er? Versorgung vom
OP07 kopfüber...
Im Datenblatt vom OP07 steht, daß der von +-3V bis +-18V nutzbar ist.
Wie der also außerhalb seiner spezifizierten Versorgung funktionieren
soll? RR-In ist auch nicht...
Nein, Pollin hat - ohne nun die Schaltung in ihrer beeindruckenden
Komplexität für minimale Wirkung genauer untersucht zu haben - zumindest
da schon einmal voll daneben gegriffen, den Rest spar ich mir daher.
MiWi
Harald W. schrieb:> Die "neue" schaltung ist aber schon detlich besser als die "alte".
Leider nein.
Alleine der Murks mit IC2B zur angeblichen 3-Leiter Kompensation ist
haarsträubend, die vielen Potis machen den Vorteil des Pt100, genaue
Messwerte ohne Kalibrierung zu liefern, zunichte, 1% Widerstände bei
einer Schaltung bei der 0.38% schon 1 GradC ausmachen (nein, man kann
die Toleranz auch nicht wegtrimmen, der Drift bleibt) und LM324 (7mV
Offsetspannung) als OpAmp, ist einfach nur unterirdisch schlecht.
Rufus Τ. F. schrieb:> Das hängt nicht vom Medium ab, das grundlegende Schaltungsdesign rund um> den 22-Bit-ADC ist das Problem. Masseflächen, Versorgungsspannung,> Aufbereitung der zu messenden Spannung (Eingangsverstärker bzw. -Teiler,> Rauschverhalten der verwendeten diskreten Bauteile).
Rufus, laß mal lieber. Den PT100 per ratiometrischer R-Messung mit einem
22 Bit ADC zu messen, ist tatsächlich unproblematisch. Kein
Eingangsverstärker, kein Teiler, kein Sonstwas außer einem einzigen
einigermaßen temperaturstabilen 6k8 und fertig ist die Laube.
Der Grund für die Einfachheit ist zum einen der SigmaDelta-Wandler und
zum anderen die Niederohmigkeit des Verfahrens. Da streut so schnell
nichts hinein.
Und nochwas: Das, was du als "Gezappel" der untersten 4..6 Bit
bezeichnest, ist kein Gezappel, sondern das, was an systembedingtem
Wandler-Rauschen durch den Tiefpaß eben durchkommt. Man kann das
dramatisch reduzieren, wenn man in Software einen Tiefpaß mit noch
kleinerer Eckfrequenz nachsetzt.
W.S.
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