Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC, Ratiometrische Widerstandsmessung


von Peter H. (peter_hilleb)


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Hallo, ich bin mal wieder beim experimentieren mit dem PT1000.

Ich halte mich hier an die Skizze gefunden auf 
http://www.electronicdeveloper.de/ADCRatiometrisch.aspx

ADCcounts lese ich relativ constant 696100

somit würde ich den Wiederstand des PT1000 bestimmen zu:

2200*696100
----------- = 730,2 Ohm
  2^21

Die Raumtemperatur liegt z.Z. bei ca 17°C also würde ich einen 
Wiederstand ca um die 1070 Ohm erwarten, was ich in etwa auch mit dem 
Multimeter so messe.

Wo mache ich denn den Fehler?

Danke für alle Hinweise!

von Achim S. (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Wo mache ich denn den Fehler?

Der erste Fehler, den du korrigieren solltest, ist die Beschaltung des 
LM317. Soll das eine Stromquelle darstellen? Dann ist die Schaltung 
falsch.

Der nächste Fehler ist in deiner Spannungsteilerformel. Richtig wäre die 
Rechnung:

696100/(2^21) = R_Pt/(R_Pt+2,2kOhm)

(Der dritte Fehler ist, dass du Widerstand mit "ie" schreibst ;-)

von Achim S. (Gast)


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noch ein kleines Post Skriptum: in deinem Link ist die Berechnungsformel 
übrigens korrekt.

Dort wird aber nicht die Spannung an beiden Widerständen als Vref 
benutzt (wie bei dir) sondern nur die Spannung, die oberen 
Teilerwiderstand abfällt. Deswegen müssen bei der Schaltung im Link und 
bei deiner Schaltung unterschiedliche Formeln verwendet werden.

von Klaus R. (klara)


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Wozu hast Du den MCP601 vorgesehen? Es ist ein Spannungsfolger der Dir 
nur unnützer Weise einen Offset mit einbringt.
Den Rest hat Achim Dir schon gesagt.
mfg klaus

von Martin B. (ratazong)


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In dem Artikel hat der AD Wandler zwei Referenzspannungsinputs, Deine 
Schaltung ist anders geschaltet.
Ist aber auch nicht üblich, dass ADWandler zwei Ref inputs hat.

Du misst einfach nur die Spannung in einer Spannungsteilerschaltung und 
dafür stimmt diese Formel nicht.
Bei Dir ist Uref die Volle Versorgungsspannung, in dem Artikel ist Vref 
nur die Spannung über den Referenzwiderstand.

Bei Dir:  Uadc = Uref * Rx/(Rref+Rx)   (Spannungsteiler)

mustt Du nach Rx auflösen

von Peter H. (peter_hilleb)


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Vielen Dank für die Antworten!

Es ist so wie oben angeführt, wenn man die richtige Formel her nimmt 
kommt man auch auf das korrekte Ergebnis.

Im Prinzip muss man nur den Widerstand Rref genau kennen, dann kommt die 
Rechnung bis auf einige wenige hundertstel hin.

Den MCP601 braucht es für die Schaltung nicht wirklich, das Ergebnis ist 
genauer wenn er nicht in der Schaltung ist.

von Manfred (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Es ist so wie oben angeführt, wenn man die richtige Formel her nimmt
> kommt man auch auf das korrekte Ergebnis.

Das Ergebnis ist zufällig, wenn der LM317 wirklich so beschaltet ist wie 
im Eingangspost:
Achim S. schrieb:
> Der erste Fehler, den du korrigieren solltest, ist die Beschaltung des
> LM317. Soll das eine Stromquelle darstellen? Dann ist die Schaltung
> falsch.

von Peter H. (peter_hilleb)


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Der LM317 ist so beschaltet und sollte doch so eine konstante 
Stromquelle darstellen.

Achim sagte dass es falsch ist. Aber was ist denn falsch?

von Peter H. (peter_hilleb)


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Laut Datenblatt ist die Beschaltung des LM317 doch richtig?

Wenn ich einen 1K2Ohm Widerstand zwischen Vout und Ajust habe sollte 
sich ein Strom von +- 1mA ergeben...

oder checke ich da mal wieder was nicht?

von Achim S. (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Laut Datenblatt ist die Beschaltung des LM317 doch richtig?
>
> Wenn ich einen 1K2Ohm Widerstand zwischen Vout und Ajust habe sollte
> sich ein Strom von +- 1mA ergeben...
>
> oder checke ich da mal wieder was nicht?

Diese Schaltung und die Schaltung im Eröffnungspost sind 
unterschiedlich. Schau genau hin ;-)

Außerdem benötigen die meisten LM317 einen minimum load current, der 
größer ist als 1mA (schau im Datenblatt des jeweiligen Herstellers genau 
hin)

von Peter H. (peter_hilleb)


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Ich Achim ich sehe den Unterschied zwischen meiner Schaltung und der im 
Datenblatt nicht... tut mir leid.

Ich sehe nur dass im Datenblatt ein variabler Widerstand verwendet wird 
bei mir einer mit fixem Wert.

Sag es mir bitte ;-)

von Dominik (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Ich sehe nur dass im Datenblatt ein variabler Widerstand verwendet wird
> bei mir einer mit fixem Wert.
>
> Sag es mir bitte ;-)

Guck nochmal hin, wo hängt Deine Last (Referenz und Pt) dran?

Achim S. schrieb:
> Außerdem benötigen die meisten LM317 einen minimum load current, der
> größer ist als 1mA (schau im Datenblatt des jeweiligen Herstellers genau
> hin)

Ferner ist 1mA für nen PT100 gut, für nen PT1000 ein bisschen hoch 
(wobei es natürlich auch auf den genauen Messwiderstand ankommt).

Tip: guck mal hier auf Seite 20 wie man ne einfache und recht gute 
Konstantstromquelle aufbaut:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf

Der LM317 mag in Sachen Beschaltung zwar super einfach (na ja meist :-)) 
zu sein, aber für so geringe Ströme ist er einfach die falsche Wahl, 
zumal Du eigentlich einen Strom von 0,1mA anpeilen solltest.

Gruß Dominik

von uwe (Gast)


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Konstanter strom hinter dem Widerstand... zeig mal mit deinem Finger in 
der Zeichnung HINTER den Widerstand!

von Manfred (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Ich Achim ich sehe den Unterschied zwischen meiner Schaltung und der im
> Datenblatt nicht...

Der Widerstand zwischen Adj. und Out bestimmt den Strom. Aaaaaber: Die 
Last geört dann an den Adj., nicht an out!

Warum man einen Sapnnungsteiler (R2+PT1000) mit Konstantstrom speist, 
ist mir auch nicht wirklich klar.

von Peter H. (peter_hilleb)


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Dominik schrieb:
> Guck nochmal hin, wo hängt Deine Last (Referenz und Pt) dran?

Gesehen... Soviel zur einfachen Beschaltung ;-)

Laut Datenblatt des Herstellers sollte meiner einen Strom unter 2mA 
abkönnen, ich werde mir aber dennoch das von dir angeführte Bauteil 
ansehen.

von Peter H. (peter_hilleb)


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Manfred schrieb:
> Warum man einen Sapnnungsteiler (R2+PT1000) mit Konstantstrom speist,
> ist mir auch nicht wirklich klar.

Was du mir damit sagen möchtest ist, dass ich den Spannungsteiler so 
wählen könnte dass sich der benötigte Strom einstellt?

von W.S. (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Ich halte mich hier an die Skizze gefunden auf..

Ja sag mal, was treibst du da eigentlich?

Erstmal ne frage, was du dir bei C4 gedacht hast.

Als nächstes:
1. Schmeiß den LM317 ersatzlos raus.
2. Vref und das obere Ende von R2 kommen direkt an 5Volt.
3. Jetzt machst du eine Rechnung bzw. Betrachtung auf wie folgt:

Der Ergebnisbereich deines ADC ist (wenn ich mich nicht irre) von 0 bis 
2^20 - 1 bzw. 0..0x100000-1. Die Zahl, die du vom ADC kriegst, ist die 
Spannung über den PT1000, gelle? Jetzt fehlt die noch die Spannung über 
R2. Die rechnest du dir aus, indem du deine Schaltung anguckst: An Vref 
liegt die Gesamtspannung (von etwa 5 V) und diese teilt dich auf in die 
Spannung über den PT1000 und den Rest, der folglich über R2 abfällt. 
AHA. Wenn du vom gesamten Skalenende deines ADC die gemessene Spannung 
über den PT1000 abziehst, kriegst du die Spannung über den R2.
Nochmal:
U(R2):= 0x100000 - AdcResult;

Jetzt hast du beide Stücke: U(PT1000) und U(R2) und kannst diese ins 
Verhältnis setzen. R:= Rref * (U(PT1000) / U(R2));

Nochwas: Lerne, die Dinge zu verstehen, die du tun willst, bevor du 
sie tust.

Klaro?

W.S.

von Achim S. (Gast)


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Dominik schrieb:
> Tip: guck mal hier auf Seite 20 wie man ne einfache und recht gute
> Konstantstromquelle aufbaut:
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf

Die würde zwar funktionieren. Aber so wie sie im Datenblatt 
dimensioniert ist, frisst sie von den 5V Versorgungsspannung mehr als 2V 
auf. Für einen Strom von 1mA durch 3,2kOhm reicht es dann auch nicht 
mehr.

Und wie Manfred geschrieben hat: bei der rationmetrischen Messung ist 
eine Stromquelle eigentlich nicht hilfreich.

Peter H. schrieb:
> Was du mir damit sagen möchtest ist, dass ich den Spannungsteiler so
> wählen könnte dass sich der benötigte Strom einstellt?

Für einen Messstrom von 1mA (Dominik schreibt zurecht, dass 1mA für 
einen Pt1000 eigentlich ziemlich viel ist):

eine Möglichkeit ist, R2 auf 4kOhm zu erhöhen und es direkt an 5V zu 
hängen. Allerdings sinkt dadurch die Empfindlichkeit deiner 
Messanordnung - die ist optimal, wenn der Spannungsteiler genau um den 
Faktor 2 teilt.

deshalb eine andere Möglichkeit: mach eine Spannungsregelung auf 2V 
(meinetwegen mit dem LM317, der genaue Werte der Spannung ist bei der 
ratiometrischen Messung nicht wichtig). Dann wähle den Vorwiderstand 
gleich groß wie den Pt1000 (also 1kOhm).

von Peter H. (peter_hilleb)


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Ich habe gerade eben mal die Version von W.S. durchprobiert (KALRO :-))
Das mit dem Lernen versuche ich ja, sonst würde ich hier keine doofen 
Fragen stellen!

Funktioniert. Nach ein paar Messungen ist die Genauigkeit bei 2 Ohm im 
Vergleich zum Messgerät.

Also werde ich nun noch mal versuchen das mit dem 2V und sehen was da 
bei raus kommt.

von Dominik (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Die würde zwar funktionieren. Aber so wie sie im Datenblatt
> dimensioniert ist, frisst sie von den 5V Versorgungsspannung mehr als 2V
> auf. Für einen Strom von 1mA durch 3,2kOhm reicht es dann auch nicht
> mehr.

Ja, war auch nur als Hinweis zum 317er gedacht, ein OpAmp macht bei den 
Strömen wohl grundsätzlich mehr Sinn. Dass er für eine ratiometrische 
Messung hier nicht wirklich benötigt wird ist natürlich auch richtig,
es sei denn man möchte die eingebrachte Energie möglichst konstant 
halten.

Achim S. schrieb:
> deshalb eine andere Möglichkeit: mach eine Spannungsregelung auf 2V
> (meinetwegen mit dem LM317, der genaue Werte der Spannung ist bei der
> ratiometrischen Messung nicht wichtig). Dann wähle den Vorwiderstand
> gleich groß wie den Pt1000 (also 1kOhm).

Dann würde ich den LM317 aber durch einen 3k Widerstand tauschen ;-)


W.S. schrieb:
> Als nächstes:
> 1. Schmeiß den LM317 ersatzlos raus.

Oder so.


Ergänzend:

Bei Verwendung des 22 bit ADC (Den ich auch schon mal für eine solche 
Messung im Einsatz hatte) ist es allerdings eher unkritisch die 
Widerstände gleich zu verteilen, zudem dann die Mitte wahrscheinlich 
auch nicht bei 0° liegt.

Praktisch: Den Gesamtwiderstand auf etwa 50k bringen (inklusive PT), 
dann das Datenblatt des ADC durchgucken, es gibt eine min. VREF, die 
liegt bei 0.1xVDD, also hier 5V*0,1 = 0,5V.

Demnach braucht man auch 0,1x50k ~ 5000k für VRef.

Dimensionierung mit E3:
R_Top = 47k
R_Ref = 4,7k
PT_1000 = 1,0k +

V_Ref(0°): 5/(47k+4,7k+1,0k) * (4,7k+1,0k) = 0,54V
Strom bei 0° = 0,0948 mA

Würde überschlägig so passen, sind die Umgebungsbedingungen unschön kann 
man den Messstrom natürlich auch etwas anheben.

Wenn der 4,7k ein genauer Widerstand ist und der pt1000 ein guter...
stellt man meist überrascht fest, dass die Temperatur schon auf Anhieb 
stimmt ;-)

Gruß Dominik

von Peter H. (peter_hilleb)


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Jetzt habe ich es auch noch mit der Version mit 2V und 1K 
Referenzwiderstand getestet.

Der Messwert des ADC pendelt ganz leicht zwischen 1091860 und 1091900.

Wenn ich das nun umrechne R=1000*(1091860/(2097152-1091860))=1086 Ohm. 
Laut Messgerät ist er 1077.

Somit weiche ich bei dieser Variante am meisten ab, am wenigsten 
Abweichung hatte ich mit dem LM317 als Stromquelle.

Nun bin ich ratlos was denn der beste Aufbau ist...

von Dominik (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Laut Messgerät ist er 1077.

Welches Messgerät?

Welche Toleranz hat der 1k Widerstand?

Gruß Dominik

von W.S. (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Also werde ich nun noch mal versuchen das mit dem 2V und sehen was da
> bei raus kommt.

ich halte das für Quatsch. Bedenke mal, daß dein zwischengeschalteter 
OpV einen Offsetfehler in die ganze Rechnung einbringt. Das selbe gilt 
für ungewollte Thermospannungen.

Wenn du nun Uref herabsetzt, um mal bloß numerisch den Meßwert für den 
PT1000 in die Skalenmitte zu bekommen, dann nutzt du zwar mehr Bits für 
deinen Meßwert, erhöhst jedoch zugleich auch die Einflüsse des OpV und 
der Thermospannungen. Das ist wie das Austreiben des Teufels mit dem 
Beelzebub.

Mein Tip wäre, dir mal auszurechnen, wieviel Bits du für die angezielte 
Temperaturauflösung überhaupt brauchst. Entsprechend niedrig kannst du 
die Spannung am PT1000 machen, um ihn nicht zu überlasten und 
entsprechend groß machst du dann deinen R2. Rein gefühlsmäßig würde ich 
sagen, daß R2 so etwa das 10fache des PT haben sollte. Dann fällt an 
deinem PT so etwa 0.5 bis 0.8 Volt ab und dein R2 wäre dann im Bereich 
so etwa um 10k bis 22k.

Gut wäre es, wenn du den OpV weglassen könntest, aber dagegen spricht, 
daß der Eingang dieses ADC nur etwa 3 MOhm groß ist und das führt dann 
zu nicht mehr tragbaren Verfälschungen bei einem PT1000. Wenn du 
hingegen einen PT100 benutzen würdest, kämest du problemlos ohne den OpV 
aus, denn dafür ist der ADC-Eingang hochohmig genug. Da gibt's auch eine 
spezielle Appnote von Microchip zum Thema.

W.S.

von Peter H. (peter_hilleb)


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Servus, ich hatte mal wieder Zeit zum Testen...

Habe es so wie von Dominik vorgeschlagen aufgebaut:

> Praktisch: Den Gesamtwiderstand auf etwa 50k bringen (inklusive PT),
> dann das Datenblatt des ADC durchgucken, es gibt eine min. VREF, die
> liegt bei 0.1xVDD, also hier 5V*0,1 = 0,5V.
>
> Demnach braucht man auch 0,1x50k ~ 5000k für VRef.
>
> Dimensionierung mit E3:
> R_Top = 47k
> R_Ref = 4,7k
> PT_1000 = 1,0k +
>
> V_Ref(0°): 5/(47k+4,7k+1,0k) * (4,7k+1,0k) = 0,54V
> Strom bei 0° = 0,0948 mA
>
> Würde überschlägig so passen, sind die Umgebungsbedingungen unschön kann
> man den Messstrom natürlich auch etwas anheben.
>
> Wenn der 4,7k ein genauer Widerstand ist und der pt1000 ein guter...
> stellt man meist überrascht fest, dass die Temperatur schon auf Anhieb
> stimmt ;-)

Berechnet wird wie folgt:
Rpt1000 = ((double)AdcVal / (2097150 - AdcVal)) * 4670;

AdcVal ist der Wert vom Adc, 2097150 die 21 bit Auflösung, 4670 
gemessene Ohm vom Rref.

Nun liege ich bei einem Temperaturbereich von ca 19°C bis zu 50°C 
(gemessen anhand von Wassertemperatur) immer ca 17 Ohm vom Tatsächlichen 
Wert daneben.
Ist das normal oder sollte das noch genauer gehen?

(Aufgebaut ist alles nach wie vor auf einem Steckbrett)

Danke!

: Bearbeitet durch User
von Dominik (Gast)


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Hallo,

Konstant 17 Ohm oder +/- 17 Ohm?

Gruß Dominik

von PeterH (Gast)


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Hi Dominik,
Konstant 17 ohm darunter.

von Dominik (Gast)


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PeterH schrieb:
> Konstant 17 ohm darunter.

Ist doch perfekt, damit lässt sich der Offset des gesamten Systems doch 
locker ausgleichen (wenngleich mir 4° auch etwas viel erscheinen).

Allerdings liegen die Stützpunkte auch recht nah beisammen, ich würde 
mal prüfen ob bei 0° oder 100° der Offset stabil bei 17Ohm bleibt.

Ich habe für sowas immer einen hochgenauen Messwiderstand parat um zu 
prüfen ob bei 1000Ohm am Ende der Messstrecke auch 0° rauskommen.
Was aber nicht garantiert, dass der eingesetzte Pt dann auch wirklich 
bei 1000Ohm auch 0° hat, da kommen noch Leitungsverluste, Rauschen usw. 
zu.

Kannst Du die Wassertemperatur denn "genau" bestimmen und misst deine 
Referenz exact die gleiche Temperatur wie der PT? Wasserbewegung, 
Eintauchtiefe, etc...?

Gruß Dominik

von Peter H. (peter_hilleb)


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Servus Dominik

> Kannst Du die Wassertemperatur denn "genau" bestimmen und misst deine
> Referenz exact die gleiche Temperatur wie der PT? Wasserbewegung,
> Eintauchtiefe, etc...?

Nein, so genau kann ich das nicht, dafür habe ich nicht die Mittel. Ich 
habe eine Schale, mach Wasser warm steck ein Thermometer rein und den 
PT1000. Also so genau ist das ganze aber nicht.

Wenn ich ich Poti nehme und einfach mittels Multimeter den Widerstand 
messe und vergleiche sollte ich doch auch einigermaßen hinkommen, oder?

Präzise Widerstände habe ich keine.

von Der Andere (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Präzise Widerstände habe ich keine.

Der Witz beim ratiometrischen Messen ist daß der Referenzwiderstand so 
GENAU WIE MÖGLICH sein muss.
Schlechter als 0,1% brauchst du bei der Steigung des PT1000 (delta R / 
delta t) gar nicht anfangen, das is dann eher schätzen.

von Peter H. (peter_hilleb)


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Der Andere schrieb:
> Peter H. schrieb:
>> Präzise Widerstände habe ich keine.
>
> Der Witz beim ratiometrischen Messen ist daß der Referenzwiderstand so
> GENAU WIE MÖGLICH sein muss.
> Schlechter als 0,1% brauchst du bei der Steigung des PT1000 (delta R /
> delta t) gar nicht anfangen, das is dann eher schätzen.

Sofern ich das richtig verstehe schalte ich die ungenauigkeit des 
Referenzwiderstandes so aus, dass ich den Messe und mit dem genauen Wert 
rechnete, z.B. mein 4k7 hat gemessen 4670 Ohm.

Das ist do so richtig?

von Der Andere (Gast)


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Peter H. schrieb:
> Das ist do so richtig?

Theoretisch ja.
Aber die Fragen sind:
Wie genau hast du gemessen?
Hat der Widerrstand nach dem Messen und Einbauen auch noch den 
gemessenen Widerstand?

Der Widerstand verändert sich mit der Umgebungstemperatur, mit der Zeit, 
durch einlöten, ...
Ein Poti kannst du völlig vergessen, das ändert sich schnller als du es 
loslassen kannst.
Du hast da einen 21 Bit ADC. Selbst wenn es nur auf 17 Bit genau sein 
soll wäre der max. fehler der Schaltung 1/128000, also weniger als 
0,001%.

Mit deinem 1% Widerstand kannst du auch mit einem 10 Bit ADC arbeiten.

von NichSo (Gast)


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Ich würde bei der Konstantstromquelle bleiben. Lässt sich einfacher 
rechnen, einfach ein geeignetes Bauteil suchen. Weiss nicht ob R2 dann 
so hochohmig werden muss, bei 3MEGOhm Impedanz ein Vorteil, OPV weg.

Einfacher Spannungsteiler PTC/RREF2. Dann VREF für den ADC über R2 
abgreifen, damit ggf. Deinen Messbereich auch direkt einstellen.

Zusätzlich 2 Referenzwiderstände dran für eine Linearisierung und 
zyklisch mitmessen, mit Korrekturgerade Messwerte bei der Verarbeitung 
korrigieren(Temperaturdrifts und Offset/Verstärkungsfehler Korrektur ADC 
und Stromquelle). Und schon hast Du eine wunderbar präzise Schaltung.

Die Welt kann so wunderbar einfach sein:-)

von Peter H. (peter_hilleb)


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Hallo Der Andere

Wie genau habe ich gemessen? Nun ja, halt mit dem mir zur Verfügung 
stehendem Multimeter....

Ich denke ich kann Temperatur und Zeit vernachlässigen, ich messe den 
Widerstand bei Raumtemperatur und sehe mir gleich danach die Ergebnisse 
des ADC an. Da dürfte sich der Wert des Widerstands nur geringfügig 
verändern...

>Mit deinem 1% Widerstand kannst du auch mit einem 10 Bit ADC arbeiten.
Da gebe ich dir recht. Wenn ich dann mal mit meinen Ergebnissen so weit 
durch bin dass ich die Schaltung aufbaue werde ich mir genaue 
Widerstände kaufen.

Derweil bin ich eigentlich nur beim Sondieren was ich wie machen soll 
damit die Ergebnisse brauchbar sind.

von Peter H. (peter_hilleb)


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NichSo schrieb:
> Ich würde bei der Konstantstromquelle bleiben. Lässt sich einfacher
> rechnen, einfach ein geeignetes Bauteil suchen. Weiss nicht ob R2 dann
> so hochohmig werden muss, bei 3MEGOhm Impedanz ein Vorteil, OPV weg.
>
> Einfacher Spannungsteiler PTC/RREF2. Dann VREF für den ADC über R2
> abgreifen, damit ggf. Deinen Messbereich auch direkt einstellen.
>
> Zusätzlich 2 Referenzwiderstände dran für eine Linearisierung und
> zyklisch mitmessen, mit Korrekturgerade Messwerte bei der Verarbeitung
> korrigieren(Temperaturdrifts und Offset/Verstärkungsfehler Korrektur ADC
> und Stromquelle). Und schon hast Du eine wunderbar präzise Schaltung.
>
> Die Welt kann so wunderbar einfach sein:-)

In der Tat ist es auch so, dass ich die genauesten Ergebnisse mit der 
Konstantstromquelle hatte, auch bereits in dem Fall dass ich mit dem 
LM317 probiert hatte.

Nur habe ich da das Problem dass ich mit ca 1mA durch den PT1000 
gefahren bin und das zu hoch ist. Ich müsste mich mal nach was umsehen 
das auch weniger Strom liefern kann...

von NichSo (Gast)


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0,1mA ist wegen der Eigenerwärmung empfohlen. Laut Tietze/Schenk sollte 
die Leistung am PTC <1mW sein, dann ist alles in Butter.

Würde ich auch so machen.
Manche ADC haben bereits eine integrierte Stromquelle, z.B. der 7793BRUZ 
von AD.

Guck Dir den mal an, ist ein wenig älter aber Du kanns ja nach einem 
Äquivalent suchen.

von Der Andere (Gast)


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NichSo schrieb:
> Ich würde bei der Konstantstromquelle bleiben.

Warum? Um dir zusätzliche Fehler einzubauen?

NichSo schrieb:
> Zusätzlich 2 Referenzwiderstände dran für eine Linearisierung und
> zyklisch mitmessen, mit Korrekturgerade Messwerte bei der Verarbeitung
> korrigieren(Temperaturdrifts und Offset/Verstärkungsfehler Korrektur ADC
> und Stromquelle).

Bitte wie? Du baust weitere (präzise?) Beuteile ein um die durch deine 
Schaltung zusätzlichen Fehler damit wieder rauszurechnen? zeige mal 
konkret wie du das meinst.

NichSo schrieb:
> Und schon hast Du eine wunderbar präzise Schaltung.

Was zu beweisen wäre. Die ratiometrische Messung hat den Vorteil daß sie 
praktisch nur von der Genauigkeit der Referenzwiderstands und der 
Spannungsmessung selbst abhängt.

NichSo schrieb:
> Die Welt kann so wunderbar einfach sein:-)

wenn man ratiometrisch misst.

Ich empfehle dir dazu mal:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

von NichSo (Gast)


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Wenn Du Dir von Cypress die PSOC anschaust, kriegst Du alles in einem.
Muxer/Stroquelle/ADC.

Die billigste/einfachste Lösung, da musst DU  nur noch entscheiden, wie 
genau Du messen willst und entsprechend einen PSOC mit einem ADC 
raussuschen, der die geforderte Auflösung liefert.

von Michael B. (laberkopp)


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Peter H. schrieb:
> Ich halte mich hier an die Skizze gefunden auf

Merkwürdig, warum du dich dann nicht dran hältst.

Weil dein ADC keinen VRef- Eingang hat ?

Dann kommt der REF-Widerstand eben an Masse, ein halber Millimeter 
nachdenken darf doch wohl erlaubt sein.
1
 +5V
2
  |
3
 (I)
4
  |   +-------+
5
  +---|Vin+   |
6
  |   |       |
7
Pt1000|       |
8
  |   |       |
9
  +---|Vin-   |
10
  |   |       |
11
  +---|VRef   |
12
  |   |       |
13
RRef  +-------+
14
  |
15
 GND
Bleibbt nur die Frage, wie man den Strom durch den Pt1000 gering hält. 
Daß dein LM317 grober Blödsinn war, hast du inzwischen gesehen. Daß in 
deiner verlinkten Seite überhaupt keine Konstantstromquelle drin ist, 
sollte auch zu denken geben. Für 0.3mA täte es ein 15k Widerstand für 
(I), und als RRef braucht man etwas, dessen Wert grösser ist als der 
Pt1000 bei höchster Temperatur, also vielleicht 1k2 bei sehr guter 
Präzition. Wenn die 5V für 2 Samples (Ref+In) nacheinander zu sehr 
schwanken, darf sogar ein Elko von Vin+ nach Masse die Spannungen 
stabilisieren.

von NichSo (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Bitte wie? Du baust weitere (präzise?) Beuteile ein um die durch deine
> Schaltung zusätzlichen Fehler damit wieder rauszurechnen? zeige mal
> konkret wie du das meinst.

Z.b. NIchtlinearitäten. Wie willst Du außerdem sonst denn 
Offsetfehler/verstärkungsfehler rausrehcnen vom ADC und Stromquelle?

Der Andere schrieb:
> Was zu beweisen wäre. Die ratiometrische Messung hat den Vorteil daß sie
> praktisch nur von der Genauigkeit der Referenzwiderstands und der
> Spannungsmessung selbst abhängt.

Gibt auch die Möglichkeit beides zu messen, RREF2 und PTC, dann 
elimnieren sich die Fehler bei der Rechnung. Nachteil - externe 
Referenzspannung erforderlich mit entsprechendem Fehlereintrag. Die 
generiere ich mit dem RREF mit in obiger Schaltung, daher habe ich 
keinen Fehlereintrag bei Drifts der Referenzspannung. Nur weil es 
mehrere Möglichkeiten gibt und Du die nicht kennst, heisst es nicht dass 
alles andere falsch ist;)

von Peter H. (peter_hilleb)


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Noch ein paar Messungen durchgeführt

Wert    MM      ADC
--------------------------------
1K       997    993 bis 994
1K5     1495    1484,5 bis 1485
2k2     2168    2173 bis 2174

Somit habe ich immer eine Ungenauigkeit, und auch keine Linie in den 
Abweichungen.

von Peter H. (peter_hilleb)


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Michael B. schrieb:
> Peter H. schrieb:
>> Ich halte mich hier an die Skizze gefunden auf
>
> Merkwürdig, warum du dich dann nicht dran hältst.
>
> Weil dein ADC keinen VRef- Eingang hat ?
>
> Dann kommt der REF-Widerstand eben an Masse, ein halber Millimeter
> nachdenken darf doch wohl erlaubt sein.
>
>
1
>  +5V
2
>   |
3
>  (I)
4
>   |   +-------+
5
>   +---|Vin+   |
6
>   |   |       |
7
> Pt1000|       |
8
>   |   |       |
9
>   +---|Vin-   |
10
>   |   |       |
11
>   +---|VRef   |
12
>   |   |       |
13
> RRef  +-------+
14
>   |
15
>  GND
16
>
> Bleibbt nur die Frage, wie man den Strom durch den Pt1000 gering hält.
> Daß dein LM317 grober Blödsinn war, hast du inzwischen gesehen. Daß in
> deiner verlinkten Seite überhaupt keine Konstantstromquelle drin ist,
> sollte auch zu denken geben. Für 0.3mA täte es ein 15k Widerstand für
> (I), und als RRef braucht man etwas, dessen Wert grösser ist als der
> Pt1000 bei höchster Temperatur, also vielleicht 1k2 bei sehr guter
> Präzition. Wenn die 5V für 2 Samples (Ref+In) nacheinander zu sehr
> schwanken, darf sogar ein Elko von Vin+ nach Masse die Spannungen
> stabilisieren.

Das mit dem Nachdenken ist so ne Sache wenn man nicht viel versteht...

Ich habe deine Schaltung aufgebaut, folgende Ergebnisse habe ich 
gemassen:
Wert    MM      ADC
--------------------------------
1K       997    997
1K5     1495    1498
2k2     2168    2171

Sie sind besser als die zuvor gemessenen! Ist dis somit das Ende der 
Fahnenstange?

von Peter H. (peter_hilleb)


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Und ich habe einen KERKO 100nF zwischen GND und +Vin damit die 
gemessenen Werte stabil sind.

von SoNicht (Gast)


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von Dominik (Gast)


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Hallo Peter,
die Schaltung scheint doch gut zu sein,
konstantes Offset, einfach rausrechnen!

Im übrigen ist es egal welche Toleranz der Widerstand hat, Metall sollte 
er aber schon sein. Hättest Du einen genauen Widerstand wärest Du 
vermutlich sofort näher an der "echten" Temperatur gewesen.

"Kalibriere" jetzt halt umgekehrt: bestimme die Temperatur, vorzugsweise 
mit einem geeichten Fieberthermometer, such Dir dann aus der Tabelle 
(Deines PT) den richtigen Wert raus, rechne damit Deinen 
Referenzwiederstand aus... Prüfe mit einem weiteren Stützpunkt gegen...

Ach ja, stehendes Wasser ist schlecht, versuche es konstant in Bewegung 
zu halten.

Eine Konstantstromquelle macht bei Deinem Vorhaben keinen Sinn, dafür 
ist der ADC zu gut. würdest du mit einer messbrücke und 
differenzverstarker arbeiten (z.b. für einen 8 oder 10 bit adc) sieht 
das vllt. wieder etwas anders aus. Aber das ist deutlich umständlicher, 
glaub mir. Ich habe da schon so ziemlich alles probiert.

Gruß Dominik

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