Temperaturmessung Pt100 Arduino

OP #5470120
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Hallo zusammen, ich würde mich nochmal über ein bisschen Hilfe freuen. 
Es dreht sich um folgendes:
Ich möchte die Temperatur in einem 60 m tiefen Gewässer messen. Aufbau: 
Arduino, Adafruit Max 31865, Pt100, 60m Kabel. Die Kompensation des 
Widerstands des langen Kabels ist bei Verwendung von drei- oder 
vierdrähtigen Pt100 nicht das Problem. Mich interessiert vielmehr, ob 
das (Strom-) Signal die 60 m unbeschadet übersteht. Im Wasser rechne ich 
nicht mit viel Einstreuung.
Prinzipielle Bedenken?

Gruß, Richard
Gast #5470142
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Richard M. schrieb:
> Mich interessiert vielmehr, ob das (Strom-) Signal die 60 m
> unbeschadet übersteht.

Das kommt drauf an, ob das Kabel gut isoliert ist. Wenn der Strom keine 
Abzweigung findet, muss er durch das Kabel durch.

> Die Kompensation des Widerstands des langen Kabels ist bei Verwendung
> von drei- oder vierdrähtigen Pt100 nicht das Problem.

Wenn du dich unabhängig von der Gleichartigkeit der Einzelleiter machen 
willst, verwendest du eine Vierleitermessung. Dann brauchst du gar 
nichts zu kompensieren.
Gast #5470824
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Die Genauigkeit wird nicht besser dadurch das man den PT100 an 60m Kabel 
hängt.
Vieleicht gehts, vieleicht misst Du nur Hausnummern.


Warum keinen MAX6629–MAX6632 ?
Versorgung + SPI, kein PT100, keine analoge Messwertaufbereitung.
Gast #5470931
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Michael K. schrieb:
> Die Genauigkeit wird nicht besser dadurch das man den PT100 an 60m Kabel
> hängt.

Wer das Prinzip des Vierleiteranschlusses verstanden hat, macht sich da 
weniger Sorgen drum.

Meinst du SPI ist mit 60m Kabel glücklich.

Richard M. schrieb:
> Ich möchte die Temperatur in einem 60 m tiefen Gewässer messen.

Sollen statische Temperaturen gemessen werden oder geht es um 
Profilierung von Schichtungen?
Gast #5471647
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Harald W. schrieb:
> ...aber auch nicht schlechter.

Ansichtssache.
Es ist ein Unterschied ob ich beim Hochofen wissen will ob der 1000 oder 
1200°C hat, oder ob ich Temperaturunterschiede von 0,1°C im Wasser 
auflösen will.
Der Temperaturbereich in dem Gewässer sich bewegen ist nicht sehr groß 
und da interessieren auch schon kleinste Unterschiede.

Da keiner die Anforderunge des TO wirklich kennt, ausser dem TO (hoffe 
ich) haben wir natürlich beide recht.
Klar kann man einfach so lange aufintegrieren bis die Werte schön glatt 
aussehen, aber 60m sind eine tolle Antenne mit veränderlichen RLC.
Präzise Messungen werden da zur Glückssache.

Die von mir vorgeschlagenen ICs sind eine willkürliche Auswahl an 
Temperatursensoren mit digitaler Schnittstelle, die das Problem einer 
Analogen 120m Hin- / Rückleitung zu einem hochpräzisen Sensor einfach 
umgehen.
Aber natürlich darf sich jeder das so schwer machen wie er will.
Gast #5471660
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Wolfgang schrieb:
> Wer das Prinzip des Vierleiteranschlusses verstanden hat, macht sich da
> weniger Sorgen drum.
Wer sich mit eingestrahlten Störungen und hochaufgelösten Messungen 
auskennt macht sich da durchaus Sorgen.
4 Leiter Anschluss und auch alle anderen Verkabelungsmethoden Störungen 
zu minimieren (Koax, twistet pair) machen genau das. Sie minimieren 
Störungen, sie eliminieren sie nicht völlig.

> Meinst du SPI ist mit 60m Kabel glücklich.
Ja, da ich den Takt selbst bestimme und so langsam werden kann wie ich 
will, im Gegensatz zu I2C.
Gast #5471917
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Michael K. schrieb:
> 60m sind eine tolle Antenne mit veränderlichen RLC.

Michael hat meine Bedenken verstanden. Ich habe zwar einige 
Gegenargumente (Wasser rundherum funktioniert als Schirmung; 
Sensordatenübertragung funktionierte schon in analogen Zeiten gut über 
ein Stromsignal (Stichwort 4-20 mA), Pt100 relativ genau und keine 
Kalibrierung nötig), aber wie stichhaltig sind diese?

Michaels Alternative werde ich mir ansehen, vielleicht ist das eine gute 
Idee.

Gruß, -richard
Gast #5472074
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Richard Müller schrieb:
> Wasser rundherum funktioniert als Schirmung
Schön wärs, so einfach ist das aber leider nicht.
Je höher die Frequenz um so geringer die Eindringtiefe ins Wasser.
Damit hat es sich das aber auch schon.

Das Kabel wird durchs Eigengewicht gestreckt, durch den Druck gestaucht 
und wenn es wackelt verändern sich die Kabelkapazitäten was zu einem 
Mikrofoneffekt führt.

Wenn Deine Anforderungen moderat sind, mag das alles so gehen.
Kalibrierung würde ich immer machen, sonst sind das Schätzwerte.
Nullpunkt und Steigung sollte reichen.

Der DS18B20 gibt Dir das Timing vor.
Kann ich nicht einschätzen ob das auf dem Kabel Probleme bereitet.
Deswegen habe ich SPI vorgeschlagen.
Gast #5544035
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Ich würde das Pferd von der anderen Seite her aufzäumen.

Vier (drei) Leitungen reichen allemal für eine Stromversorgung bis 
Vorort und der Rest kann für eine digitale Datenübertragung verwendet 
werden.
Da gibt es keine Probleme mit Störungen und unerwünschten Strömen. 
Wasserdicht sollten ja beide Lösungen sein. Und so groß, verglichen mit 
der nackten Sonde, wird diese Lösung auch nicht werden - falls das 
überhaupt ein Problem sein sollte.
Gast #5544181
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Schön, das fette Kabelbündel an den Pins.
Damit erfährst Du die gemittelte Temperatur der letzten 50cm 
Kabelstrang, statt einer schnellen lokalen Messung.

Temperaturprofile (Schichten) zu messen bei 60sek. Ansprechzeit ist 
damit nicht möglich.

Unkalibriert sind das Schätzwerte.
Da helfen auch 0,1°C Auflösung nicht wenn +-1° dazukommen.
120m Kabel zwischen Spannungsregler und Verbraucher + Lastsprünge von 
Faktor 100 (6µA idle / 650µA converting) schlagen auch aufs Ergebniss 
durch.

Ohne kalibrierten Drucksensor weist Du auch nie genau wie tief Du gerade 
bist.
Das Kabel fällt nicht schnurgerade nach unten.

Fazit: Mit zwei baugleichen Sensoren können die Ergebnisse um mehrere 
Grad abweichen weil sie weder in der gleichen Tiefe stattfinden, noch 
eine Kalibrierung durchgeführt wird.
Aussagekraft = 'so circa in etwa, grob übern Daumen'

Für Deine Zielgruppe (Jugendherberge, Kinder bespassen) sicher völlig 
ausreichend.
Schreib die zu erwartenden Abweichungen ins PDF und bastel ggf. noch 
eine Kalibrierroutine und gleiche auf ein Kalibriertes Multimeter + 
Sensor ab.
Dann ist das schon nicht schlecht.
#5544286
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Richard M. schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> Du hast jedoch im Artikel verschwiegen das der MAX6630
>> eine Toleranz von +/- 1°C hat.
>
> Hast Recht. Kann aber durch Kalibrierung des konkret verbauten Sensors
> ausgeglichen werden.

Nein oder hab ich im Datenblatt nur die Angaben zur Hysterese, 
Spannungsabhängigkeit (nicht die Drift aufgrund der Eigenerwärmung) oder 
Alterung überlesen. Dürfte aber bei der Messaufgabe relativ egal sein.

Kolja L. schrieb:
> Richard Müller schrieb:
>> keine Kalibrierung nötig
>
> Uhh, das ist gefährliches Gedankengut.
> Leg mal zehn von denen in ein Glas mit Wasser und warte bis morgen.
> Zumindest war bei denen in unserem Institut ein Delta von 0.5K zu
> messen.
> Angegeben waren die mit plus minus 0,1k.

Wo gekauft? Welcher Hersteller? Wie war der genaue Versuchsaufbau inkl. 
Messgerät usw. usf.
Wenn der Hersteller nicht bei der Typ- oder Stückprüfung geschlampt hat, 
dann halten PTx die Angaben ein. Insb. bei solch harmlosen 
Temperaturen/Bedingungen (Glas mit Wasser klingt nach Raumtemperatur bei 
Normaldruck). Welche Prüfungen die Hersteller durchführen steht in der 
Norm.
Wenn Interesse besteht: Einfach mal bei den einschlägigen Herstellern 
von Kalibrierbädern vorbeischauen (z.B. Isotech, Fluke, Wika, Lauda, 
Kambic etc.) und vorher überlegen welche Messunsicherheit nötig ist und 
was sich da u.a. alles addiert...

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