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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperatur 0,1°C Auflösung


Autor: marko (Gast)
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Also, ich möchte mit nem Mega8 eine Temperatur
mit möglichst ~0,1°C Auflösung messen.
Ich hab mir gedacht, ich nehm den LM35DZ (brauch nur 0 - 50°C)
und leg die Aref auf 1,5V, dann käm ich auf 0,14°C Auflösung
rechnerisch. Mit war so, als wär die Aref nach unten hin
begrenzt, also 0,5V Aref ginge nicht.
Hab das Datasheet schon bemüht, aber mir scheint ich find
die Angabe dort nicht, weiß jemand genaueres so aus dem
Handgelenk?

Autor: DS1624 (Gast)
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Hallo

akso ich habe den DS1624 von Dallas schon erfolgreich verwendet. das
ist ein 13bit Temperatursensor, den man einfach an I²C hängen kann. Er
liefet werte mit einer auflösung von 0.03°C.

gruß DS1624

Autor: A.K. (Gast)
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Auflösung ist nicht gleich Genauigkeit. Wirklich Auflösung, auch wenn's
dann 1° dabenen liegen kann?

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Wenn Du Aref auf 2,048 Volt legst bekommst Du eine Auflösung von 0,2K
ohne viel rechnen zu müssen.

Bei Aref 1,024 Volt (0,1K) kann es passieren, dass der ADC vom
ATmega8 total falsche Werte liefert.

Bernhard

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Der DS18B20 hat 0,0625° Auflösung.

Man kann ihn über nur 2 Drähte anschließen (parasite power).


Peter

Autor: Chefef (Gast)
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@A.K.
Ich kriege da auch immer einen Hals. Auflösung hat nichts mit
Genauigkeit zu tun. Aber das raffen nicht mal Dr.-Ings. Was nützen
einen 8,5 Stellen, wenn z.B. ein Voltmeter im 1V-Spannungsbereich 0,01%
Messunsicherheit bietet? Klar sieht das toll aus. Aber was bringts?
Deshalb A.K. Super Kommentar!!!

Gruß
Cheffe

Autor: Cheffe (Gast)
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Doch glatt beim Autor vertippt ... tsts liegt am dicken Hals!

Gruß
Cheffe

Autor: Hagen Re (hagen)
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Zitat Maxim:

"The DS18B20 is a digital thermometer featuring ±0.5°C accuracy over a
-10°C to +85°C range. Data is read out over a 1-Wire® serial bus in 2's
complement format with 9 to 12 bits of resolution
(user-programmable)."

+-0.5 Grad akkurat heist für mich auf 1 Grad Celcius genau mit dann
0.065 Grad Auflösung.

Das geht mit einem "popeligem" LM335 aber genauer. VRef auf 2.732
Volt und Meßbereich mit +- 512mV am differentiellen ADC Eingang in
+-512 Schritten, ergibt 0.1 Grad Celcius Auflösung. Einzisgtes Problem
ist der ADC im AVR wenn er im differtiellen Modus arbeit (das ist nicht
mehr Stand der Technik und laut Datenblatt steht mir da viel zu oft TBD)


Gruß Hagen

Autor: A.K. (Gast)
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Sinnlose Auflösung lässt sich beliebig steigern, aber wenn's auch genau
sein soll, steigt der Aufwand jenseits der 0,5°C vom DS18B20 arg an.

Im erwähnten Temperaturbereich ist der LM35 ganz passabel (LM35, nicht
LM335) und wenn man bei 2°C anfangen darf spart man sich auch noch das
Offset-Problem. Aber auch der kommt von Haus aus mit einer Abweichung
von bis zu 0,5° daher, muss also kalibriert werden.

Soll wirklich einen Genauigkeit von 0,1° erreicht werden, kommen neben
ADC-Parametern noch nette Feinheiten wie Selbstaufheizung mit ins Spiel
(an die 0,1°C bei LM35/LM335).

Ich denke, dass man noch am ehesten mit einer präzisen Kalibrierung
über den gesamten Messbereich hinbekommt, wobei dann die Linearität des
Sensors weniger ins Gewicht fällt. Eher schon die Ausledung der
Messschaltung. Im Controller landet dann eine entsprechende
Kalibrierungstabelle. Und man braucht natürlich ab und zu mal ein
entsprechend genaues Referenzthermometer für's Kalibrieren
(Genauigkeit <<0,1°C, sonst sinnlos).

Zum ADC: Ein 10-Bit ADC mit einem Fehler von 2 LSBs schafft das gerade
so eben, und das auch wenn der Eingangsspannungsbereich bei 0-50°C voll
ausgefahren wird. Da sich Fehler addieren, fällt ein 10-Bit ADC somit
schon mal aus.

Autor: A.K. (Gast)
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Fix: "...und das auch nur wenn der Eingangsspannungsbereich...".

Autor: Marko (Gast)
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Hallo Leuts, vielen Dank für die vielfältigen und
absolut aufschlussreichen Mailings, sorry, das ich mich nicht
schon eher wieder gemeldet hab.
Die 0,1°C sollen schon erreicht werden, weil sie für
meine Anwendung (Fermentationsregelung) schon entscheidend sind,
wobei der Hauptmessbereich zwischen +14 und +40°C liegt, das
darüber und darunter ist halt einfach "Luft" und dort
kommts auch nicht auf Präzision an.

2,048V bzw. 1,024V Aref erzeugen ist schonmal kein schlechter
Ansatz, aber ich hab echt kein Messgerät, das die Volt auf
4 Stellen hinterm Komma auflöst.
Den ADC auf differentiell mit Gain laufen zu lassen ist
zugegeben auch sehr brauchbar, aber soweit ich weiß geht
er dann auf 8 Bit ... reicht auch nicht so ganz
mit der Auflösung.
Da ich von der Gerätschaft 30 Stück verbauen muss gefällt mir
die OP-Amp variante auch nicht so recht, das gibt nen riesigen
Schaltungsaufwand.
Das ich die Fühler kalibrieren muß ist mir schon klar, ist
auch nicht das Problem, muß ja nur einmal gemacht werden
und halt wenn der Fühler mal ausgetauscht wird.
Die Kalibrierungsdaten im eeprom ablegen ist auch keine
unlösbare Aufgabe ;o)

Die DS - onewire und TWI-Geschichte wär klaro auch ne Lösung,
aber die sind mir einfach in der Summe zu teuer, der LM35
kommt mir mit ~€2,- da schon entgegen, wenn nur der ADC
nicht wär.

Hat jemand ne Idee wie ich 1,536V erzeugen kann für Aref
um auf 0,15° Auflösung zu kommen? Ich denk das wär
n annehmbare Kompromiss für mich

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Komisch wie sich hier einige grundlos über hohe Auflösung aufregen.

Es ist durchaus sinnvoll, eine hohe Auflösung zu haben, wenn man z.B.
eine Temperatur möglichst konstant regeln will, aber der genaue Wert
unkritisch ist.

Solche Anforderungen gibt es häufig.

Also immer schön genau lesen, ob Genauigkeit oder Auflösung gefordert
ist und nicht dann über das andere reden.


Peter

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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@Peter,

Post bei Specs@danni !!!

Danke

Autor: Cheffe (Gast)
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@Peter Dannegger
Also konstant aber ungenau? Wie soll man etwas konstant halten, wenn
die Messung ungenau ist?

Also immer schön genau nachdenken!

Gruß
Cheffe

Autor: Bjoern M. (salival)
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abo

Autor: ,,,, (Gast)
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@Cheffe:
das

Autor: ,,,, (Gast)
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...ist ja grade der unterschied zwischen aufloesung und genauigkeit.

35        36       37
   ,,,,,,


35        36       37
         ,,,,,,

bei hoher aufloesung kann man kleine unterrschiede feststellen, bei
hoher genauigkeit kann man die position genau bestimmen.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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@Cheffe,

"Also immer schön genau nachdenken!"


Und warum tust Du es dann nicht !

Oben wurde doch lang und breit erklärt, daß Auflösung und Genauigkeit
verschiedene Sachen sind und Du wirfst sie wieder in einen Topf.

Der DS18B20 hat eine Auflösung von 0,0625° und eine
Herstellergenauigkeit von 0,5°. Was ist daran nicht zu kapieren ?


Peter

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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@MARKO

>2,048V bzw. 1,024V Aref erzeugen ist schonmal kein schlechter
>Ansatz, aber ich hab echt kein Messgerät, das die Volt auf
>4 Stellen hinterm Komma auflöst.


Der exakte Wert der Referenz spielt hierbei eine etwas untergeordnete
Rolle, Hauptsache er ist auch stabil?

Ich denke, dass ein genaues Thermometer das größere Problem sein wird.

Vielleicht könnte ein gutes Fieberthermometer für den Bereich +40°C
nutzen ?

Bernhard

Autor: Cheffe (Gast)
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@Peter Dannegger
Kopfschüttel! Selbstverständlich sind Auflösung und Genauigkeit
(genauer) Messunsicherheit zwei verschiedene Dinge), die aber nicht
unabhängig voneinander betrachtet werden dürfen.

Angenommen ein Voltmeter hat eine Auflösung von 0,001 Volt aber nur
eine Genauigkeit von 0,1V. Die Anzeige steht auf 1,000. Der Wert liegt
aber irgendwo zwischen 0,99 und 1,1V. Wie willst Du mir wirklich
erzählen, wenn das Voltmeter zweimal den Wert 1,000 hintereinander
anzeigt, dass sich der Spannungswert nicht verändert hat?

Auflösungen sind somit nur im Bereich der Messunsicherheit verwertbar!


Gruß
Cheffe

Autor: Peter Dannegger (peda)
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@Cheffe

"Auflösungen sind somit nur im Bereich der Messunsicherheit
verwertbar!"


Kopfschüttel!

Niemand hat das Gegenteil behauptet, denn dieser Aspekt wurde bisher
noch garnicht genannt.

Eine Auflösung von 0,0625° setzt natürlich voraus, daß dieser Wert für
den betrachteten Zeitraum stabil gelesen wird.

Es wird also bei einer konstanten Temperatur immer ein Wert +/-0,0625°
ausgegeben.
Dieser Wert ist jedoch nur 0,5° genau, d.h. kann +/-0,5° von der
wirklichen Temperatur abweichen.


Bei vielen chemischen Prozessen ist es wurst, ob das Bad nun 60 oder
61°C hat, Hauptsache die Temperatur schwankt nicht um mehr als 0,2°.

Nun sollte Dir der Unterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit doch
endlich klar sein.


Peter

Autor: Cheffe (Gast)
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@Peter Dannegger
"Eine Auflösung von 0,0625° setzt natürlich voraus, daß dieser Wert
für
den betrachteten Zeitraum stabil gelesen wird."

Ahhhh. Wer setzt dies voraus? Wie wird das überprüft? ....

Und nochmals. Ich kenne den Unterschied zwischen Auflösung und
Genauigkeit. Aber Du begreifst es nicht richtig.

Wie willst Du denn wissen, dass die Temperatur um nicht mehr als
0,2Kelvin schwankt, wenn die Messunsicherheit größer als 0,2Kelvin
ist?


Ich habe aber keine Lust mehr.

Gruß
Cheffe

Autor: A.K. (Gast)
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Stimmt schon - wenn nur die Linarität hinreichend genau ist.

Autor: Karl heinz Buchegger (kbucheg)
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> Wie willst Du denn wissen, dass die Temperatur um nicht mehr als
> 0,2Kelvin schwankt, wenn die Messunsicherheit größer als 0,2Kelvin
> ist?

Stell's dir einfach so vor:
Nimm ein altes analoges Thermometer.
Da ist die Glasröhre drinnen und gleich dahinter
das Blättchen mit der Skala.
Die Skala ist auf 0.2° genau geeicht und das Thermometer
kann dir daher Temperaturschwankungen mit dieser Genauigkeit
anzeigen. Ob aber die Skala nach unten oder nach oben verschoben
ist, kannst du so nicht sagen. Sehr oft macht das aber auch
nichts. Du willst nur die Sschwankungen genau feststellen,
ob das Teil jetzt 39 oder 40 Grad hat spielt keine Rolle,
du musst nur die Temperatur auf 0.1°C konstant halten.

Autor: AlexTrusk (Gast)
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gute erklaerung. cheffe wuerde analog dazu behaupten, dass die skala an
ner feder haengt und staendig auf und abschwingt...

Autor: Cheffe (Gast)
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Cheffe behauptet gar nichts. Ich bin schon bedient, wenn ich das Wort
"eichen" höre.

Gruß
Cheffe

Autor: AlexTrusk (Gast)
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>>"Eine Auflösung von 0,0625° setzt natürlich voraus, daß dieser Wert
>>für den betrachteten Zeitraum stabil gelesen wird."

>Ahhhh. Wer setzt dies voraus? Wie wird das überprüft? ....

aus dem DS18S20 datasheet:
"Drift ±0.2 °C"
"Drift data is based on a 1000 hour stress test at 125°C with VDD =
5.5V."

Autor: ,,, (Gast)
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also das heist, wenn ich den DS18S20 einmal auf eine Temperatur
kalibriert habe,dann schwankt mein Messwert nur noch um ±0.2 °C ?

Autor: AlexTrusk (Gast)
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jein.

wenn du ihn 6 wochen lang absolut auf der gleichen temperatur haelst,
dann kann der wert im laufe dieser zeit im extremfall um +-0.2K
schwanken.

wenn die temperatur sich aber stark aendert kommt leider noch die kurve
in figure 17 auf seite 20 dazu:
http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/DS18B20.pdf

wenn du ihn also zb bei 0° kalibrierst, dann ist er bei zb bei 100°
trotzdem nicht auf 0.2K genau.

er hat halt 3 eigenschaften: aufloesung, genauigkeit und drift.

Autor: Pieter (Gast)
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moin moin,

>>Cheffe behauptet gar nichts.
>>Ich bin schon bedient, wenn ich das Wort "eichen" höre.

also, ich habe gestern vom Eichamt ein Termometer, ein
Luftdruckmessgerät und ein Multimeter mit Kalibierbriefen abgeholt.
Danach sind diese Geräte an Eichmassen kalibriert worden.
..und nur das Eichamt darf eichen...

@Marko

..Das ich die Fühler kalibrieren muß ist mir schon klar, ist
auch nicht das Problem, muß ja nur einmal gemacht werden
und halt wenn der Fühler mal ausgetauscht wird....

Bei uns werden solche Sensoren mindestens einmal im Jahr nachgemessen
und bei bedarf neu kalibriert. Eventuell muss das auch nachgwiesen
werden.

Mit Gruß
Pieter

Autor: Holger (Gast)
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Also ,,,

das ist so nicht richtig. Nahezu alle Messgeräte/-Instrumente verändert
ihre Eigenschaften. Sie driften, altern oder werden mechanisch
beansprucht. Das gilt selbst für die nationalen Massenormale. Daher
werden Messgeräte/-Instrumente (Re-)kalibriert und gegebenfalls
justiert.

Im Datenblatt steht: Accuracy +/-0,5°C
Wenn 20°C angezeigt werden, dann liegt der Wert zwischen 19,5°C und
20,5°C

Aufgrund einer Kalibrierung ist bekannt, dass z.B. Dein DS18S20 bei
20,0°C 19,7°C anzeigt. Aufgrund verschiedener Ursachen muss dies aber
nicht zwingend immer so sein. Daher werden Messgeräte/-Instrumente in
regelmäßigen Abständen (re-)kalibriert.

mfg
Holger

Autor: Bjoern M. (salival)
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Dazu kommt noch, wie Holger es unterschwellig vermittelt, dass
Kalibrieren nicht Justieren ist:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kalibrierung
http://de.wikipedia.org/wiki/Justierung

Duerfte zwar den meissten hier im Thread bekannt sein, aber man sollte
es mal erwaehnt haben.

gruss, bjoern.

Autor: Cheffe (Gast)
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@Pieter
Hallo, das ist ja auch kein Widerspruch. Eichämter bieten
Kalibrierungen als Dienstleistungen an. Dein Thermometer wurde aber
nicht geeicht sodern kalibriert oder geprüft.

Eichen ist das was ganz anderes. Eichen ist eine hoheitliche Aufgabe im
gesetzlichen Auftrag. Z.B. Ob die Supermarktwaage den gesetzlichen
Anforderungen genügt. Dieses kann unter umständen auch durch andere als
das Eichamt geschehen. Z.B durch die PTB, wenn Eichämter keine
möglichkeiten haben.

"Danach sind diese Geräte an Eichmassen kalibriert worden.
..und nur das Eichamt darf eichen..."

Aber was sind Eichmassen? Wie kann ein Thermometer oder ein Multimeter
an einer Masse kalibriert werden? Sicherlich hat das Eichamt
hochwertige genau kalibrierte Massestücke die Sie als Eichmassen
bezeichnet. Diese werden bei der Luftdruckkalibrierung (Druckwaage?)
verwendet.

Gruß
Cheffe (es juckt doch in den Fingern)

Autor: Pieter (Gast)
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moin moin,

@Cheffe

Eichmassen..sollte heissen an den jeweilichen Eichmaßen.
...und beim Termometer ist der Eisklotz im Tripelpunkt des Wasser die
große "Eich"masse....
Bei Spannungsmessungen könnte durchaus der Poggendorfkompensator
genutzt werden.
Bei Druck wirkt eventuell ein U-Rohr als Waage.

Bei Interesse muss ich wohl noch mal nach dem wie fragen.


Mit Gruß
Pieter

PS: solange es nur in den Fingern juckt...kratzen.

Autor: Profi (Gast)
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@Cheffe
kann Deine Ansicht weniger teilen.

Du kannst schon davon ausgehen, dass wenn die Temperatur (und andere
Faktoren wie Vcc) konstant ist, die Dallas-Sensoren nahezu exakt einen
konstanten Wert liefern. Die Messunsicherheit ist wesentlich geringer
als die angegebene absolute Genauigkeit.
Ich bin mir sicher, dass ein an vier Punkten kalibrierter DS innerhalb
einer Woche auf 0,08 K genau (absolut) ist.

Es gibt zwei unterschiedliche Arten von DS-Sensoren:
- die älteren mit zwei Oszillatoren mit unterschiedlichem
Temperaturdrift (schlechtere Langzeitstabilität, dafür wesentlich
höhere Auflösung (kleiner 0,01 K, die ist jedoch nicht konstant über
den Temperaturbereich, da der Counts-per-Degree-Wert sich mit der
Temperatur ändert).

- die neueren mit der Bandgap-Referenz (höhere Langzeitstabilität)
Die beiden verhalten sich völlig unterschiedlich.
Die neueren können die älteren teilweise emulieren, aber mit einem
konstanten Counts-per-Degree-Wert von 16, d.h. Auflösung 0,0625 K).

@Peter
Deine Interpretation gleicht meiner.


Es gibt übrigens auch einen netten I2C-Sensor von TI: TMP100 / TMP101.

Autor: Cheffe (Gast)
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@Peter

Moin Moin,

also eine Tripelpunktzelle. Beim Eichamt bezeichnen die das halt als
Eichmaß. Ist halt so. Vielleicht noch von Früher. Meine Abteilung in
der ich arbeite wird auch immer noch "Prüf- und Eich" genannt.
Dennoch sind wir ein Kalibrier- und Prüflaboratorium für
meteorologische Messgrößen. Und unsere Wassertripelpunktzelle ist ein
Normal und kein Eichmaß. Ich habe täglich mit Glasthermometern und eben
auch Pt100 zu tun. Temperaturkalibrierungen sind verdammt heikel. Selbst
Pt100 driften und müssen regelmäßig kalibriert werden. Und zu den
Messumformern will ich mal lieber nichts sagen. Selten gibt es welche
mit 5/100 Messunsicherheit im bereich von -50°C bis +50°C.

Was hat das Eichamt denn ausgestellt? Einen Kalibrierschein oder einen
Eichschein?


@Profi
Ja ist das so? Mich würde mal interessieren, ob die Richtung der
Abweichung konstant bleibt wie bei Pt100. Also angenommen ein DS zeigt
in der Wassertripelpunktzelle +0,02°C an. Wird dieses bei einer Messung
am nächsten Tag, mit absolut gleichen Bedingungen auch so sein? Oder
könnte der Wert auch -0,01°C sein?


Gruß
Cheffe

Autor: Alex Trusk (Gast)
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"Also angenommen ein DS zeigt in der Wassertripelpunktzelle +0,02°C an.
Wird dieses bei einer Messung am nächsten Tag, mit absolut gleichen
Bedingungen auch so sein? Oder könnte der Wert auch -0,01°C sein?"

bei einer aufloesung von 0.0625 kann er weder noch anzeigen...

Autor: Cheffe (Gast)
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OK, multiplizieren wir meine Zahlen mit 10.

Gruß
Cheffe

Autor: Heinz Schenk (Gast)
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...das mit der an einer Feder aufgehängten Skala des Thermometers gefiel
mir am besten! (wirklich)

Ein großer Teil der restlichen Antworten ist ein Schwanzvergleich, oder
gleich Unsinn...


ts

Autor: Cheffe (Gast)
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@Heinz Schenk

Wohl zuviel Äppler getrunken was?


Gruß
Cheffe

Autor: Alex Trusk (Gast)
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dann siehts schon anders aus. da kann ich mich nur auf den +-0.2K drift
in 6 wochen bei starker beanspruchung beziehen und wuerde mal
interpretieren, dass er innerhalb von 24 stunden bei 0° um maximal
+-1LSB schwankt. ob das nun konstant in eine richtung geschieht, dazu
kann ich nichts sagen.

ich glaube man sollte das aber alles relativieren. wir wissen ja
mittlerweile alle, dass aufloesung ungleich genauigkeit ungleich drift
ist. wenn man eine temperatur regeln will, muss man also erstmal die
rahmenbedingungen festlegen. um wieviel darf der wert schwanken, in
welcher zeit darf er abdriften, wie lange dauert der vorgang insgesamt,
wie genau muss der wert sein, etc.

da es scheinbar dein tagesgeschaeft ist, dich mit temperatursensoren
und aehnlichem zu befassen, weisst du auch, dass das ein weites feld
ist. man kann halt nicht zuhause einfach mal 0°, 20°, 50°, 100°
erzeugen und den sensor kalibrieren. daher sind die integrierten
sensoren schon ne feine sache. die bieten ne hohe aufloesung und sind
genauer, als jede selbstgebastelte pt100 schaltung. fuer
normalsterbliche ist das mehr als ausreichend.
wer was professionelles braucht, kommt zu dir und laesst sich seinen
pt100 kalibrieren, und ist sich bewusst, in welchem rahmen er sich wie
lange bei welchen bedingungen auf die messwerte verlassen kann.

man kann jetzt auf 0.01K oder 0.1K rumreiten, oder damit zufrieden
sein, dass man unterschiede in einem bestimmten zeitrrahmen relativ
genau feststellen kann, aber keine aussage ueber die absolute
temperatur treffen kann. natuerlich kann einem keiner garantieren, dass
der sensor nicht innerhalb von 5 minuten um 2-3LSB schwankt, solange man
das nicht experimentell mit der entsprechenden ausruestung ausprobiert
hat. andererseits sollte man meinen, dass man keine sensoren mit 0.0xK
aufloesung herstellt und fuer teures geld verkauft, wenn er
messunsicherheit(!= genauikeit?) von 0.xK hat.

Autor: Cheffe (Gast)
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Hallo,

na endlich mal eine gemäßigte Antwort. Ich wollte ja eigentlich mit
meinen Kommentaren die Begriffe richtigstellen. Mir ist vollkommen egal
ob jemand mit einer Messunsicherheit von 1K oder gar verschobenen Skalen
leben kann.

Folgende Begriffe werden hier in den Foren immer wieder durcheinander
gebracht:

- eichen
- kalibrieren
- prüfen
- justieren
- Messunsicherheit
- Genauigkeit
- Auflösung


Sie haben häufig viel miteinander zu tun (z.B. justieren und
kalibrieren). Es gibt aber Unterschiede. Hilfreich kann hier der DKD
oder die PTB sein. Dort gibt es viele Online-Dokumente. Vorsicht bei
(amerikanischen) Datenblättern. Dort ist meistens alles "calibration"
und "accuracy".


Gruß
Cheffe

Autor: Alex Trusk (Gast)
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"na endlich mal eine gemäßigte Antwort. Ich wollte ja eigentlich mit
meinen Kommentaren die Begriffe richtigstellen."

wenn ich mir deine beitraege ab "28.06.2006 23:39" anschaue, dann kam
das aber anders rueber. und das ging scheinbar nicht nur mir so. wenn du
schon profi bist, haette eine antwort auch etwas fundierter ausfallen
koennen. ich hatte zumindest den eindruck, dass du wirklich in einer
welt mit schwingenden skalen an federn lebst.

das temperaturmessung ne hohe herausforderung darstellt und das
verschiedenste faktoren ne rolle spielen, und der heimanwender mit 0.5K
aufloesung und 1-2K genauigkeit mehr als zufrieden sein sollte und mit
dem DS sogar noch viel mehr einfach so ohne stress bekommt, ist vielen
halt vielen nicht bewusst.

Autor: Marco S (Gast)
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In der Elektor 1/93, Seite 54 ist ein Dynamischer Temperaturmesser auf
Basis eines Silizium-Transistors verwirklicht. Dieses Prinzip arbeitet
ähnlich dem eines DS1820, ist halt nur diskret aufgebaut. Angegeben
waren folgende technischen Daten:

Meßbereich                -20 ... +120 °C
Sensor-Fehler             < 0.2 K
Stabilität (Drift)        +- 0.01 K
Meßfehler (full scale)    < 0.2 K

Nur mal so als Anregung. Wenn schon die hohe Auflösung eines 10-bit ADC
oder mehr, dann auch die dazu passende Genauigkeit.

Autor: Profi (Gast)
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@Cheffe
Wenn ich ein Temperaturnormal hier hätte, würde ich es für Dich
testen.

Wen die Leistungsfähigkeit der DS-Sensoren unter die Lupe nehmen mag,
kann sich die Application Note 208
Curve Fitting the Error of a Bandgap-Based Digital Temperature Sensor
http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/app208.pdf
durchlesen.

DS1922 / DS2422 Trim Procedure and Software Correction
http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/app2810.pdf

Diese AN beschreibt allgemein den Einfluß der thermischen Widerstände
auf die Genauigkeit:
Achieving High Accuracy Using MAX1298/MAX1299 Temperature Sensors
http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN628.pdf


Alle Thermo-spezifischen ANs:
http://www.maxim-ic.com/appnotes10.cfm/ac_pk/24

Autor: Bernd Zink (Gast)
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Habe die Diskussion mit Interesse gelesen.
Es gibt übrigens einen Sensor mit der Genauigkeitsanforderung. Er hat
einen Messbreich von -10°C - 60°C und einen Auflösung von 0,034°C.
Könnte auch welche besorgen. Bräuchte jedoch jemanden der mir das
serielle Übertragungsprotokoll in Assembler schreiben könnte

Autor: Jörg S. (Gast)
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"-10°C - 60°C und eine Auflösung von 0,034°C."
Na, das sieht doch schwer nach den TSic von ZMD/IST aus :)

http://www.zmd.de/pdf/IST_TSic_506_E_V3.4_Featur.pdf

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Und der hat +/- 0,1°C Genauigkeit über einen 40°C Bereich

Autor: Bernd Zink (Gast)
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Das ist richtig

Autor: Peter Pan. (Gast)
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Hallo,

wie sieht das Übertragungsprotokoll denn aus, im Datenblatt stands
nicht drin?

Grüße

Autor: Jörg S. (Gast)
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Autor: Jörg S. (Gast)
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Was auch "faszinierend" bei den TSic ist, ist die geringe
Stromaufnahme: 80µA
Gegenüber dem  Maxim DS18B20, der während der Wandlung bis zu 1mA
zieht, ist das schon mal ein Argument :)

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Jetzt mal ganz im Ernst: Das Protokoll ist ja mal genial. Sowas habe ich
ja noch nie gesehen, aber es sieht echt einfach aus! Die Baudrate lässt
sich aus dem Startbit ermitteln. Ab nun kann der Mikrocontroller
einfach das folgende Byte mit dieser Baudrate lesen. Genial, finde ich.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Ich würds mitm Capture/Compare machen:

Capture auf low-Flanke setzen,
Captureinterrupt: Compare = capture + 62µs,
Compareinterrupt: Bit einlesen usw.

Timer läuft ständig durch und ist dadurch auch für andere Sachen
nutzbar.


Peter

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Hab mir auch sowas in der Art überlegt.

Genutzte Ressourcen: ein externer Interrupt und ein Timer mit
geeigneter Vorteilung. Timer läuft durch

1. Auf fallende Flanke warten
2. Timer starten
3. Auf steigende Flanke umschalten

4. Auf steigende Flanke warten
5. Timer stoppen
6. tStrobe merken
7. Auf fallende Flanke umschalten

8. Auf fallende Flanke warten
9. OCR Register mit tStrobe laden

10. Auf OCR Interrupt warten
11. Bitzähler erhöhen
12. Bitzähler = x ?
    -Wenn ja, genug Bits empfangen, raus hier
     Ggf Flag für Mainloop sichern, Byte(s) sichern.
     Timer ausschalten usw...
    -Wenn nein, Bit einlesen und ins Byte einschieben
13. Zurück zu 10



Nur mal so als grobes Konstrukt.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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PS: Das Codebeispiel in der PDF ist zum kotzen! Es besteht nur aus
Warteschleifen während des Empfangs. Sehr sehr schlechter
Programmierstil, finde ich.

Autor: Pete (Gast)
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Für die Suchmaschine: ZMD TSic 506

Autor: H.H. (Gast)
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Persönliche Meinung: Bei derartigen Messungen kommt es überhaupt nicht 
auf die Genauigkeit an,sofern man mit dem PC oder Microcontroller misst.
Viel wichtiger ist die Wiederholgenauigkeit ,Stabilität einer 
Messung,sofern dieses gegeben ist kann jede Messung mit einem 
höherwertigem "Normal" kalibriert werden,es ist Sch.. egal,um wieviel % 
eine Messung daneben liegt,Hauptsache es ist stabil,oder hat da jemand 
eine andere Meinung ? MFG

Autor: Pete (Gast)
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Hat jemand zufällig die Formel zur Berechnung der Temperatur aus der 
gemessenen Spannung für die analogen TSics ?

Autor: Jörg S. (Gast)
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Wenn ich das richtig sehe haben die analogen 250mV bei 0°C und 5°C 
erhöung entsprechen 25mV mehr. Mit anderen Worten: delta 1°C = delta 5mV

Also Temp(°C) = (Umess-250mV)/5

Autor: Sonic (Gast)
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Hmm, ich glaube hier wird wieder Auflösung mit Genauigkeit verwechselt! 
Wenn mir einer ein Vergleichsnormal mit einer Genauigkeit <0.1°C sagen 
kann würde ich mich freuen. In unserer Kalibrierstelle gibt's sowas 
jedenfalls nicht, unsere Anforderungen liegen bei +- 1°C! Die Billigen 
Teile (meist I²C) sind nicht besser als +- 2°C.

Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo sonic,
einmal den Eispunktthermostat aus der Diplomarbeit von Rolf Heyda für 
0°C und ein fabrikneues Quecksilberfieberthermometer für den Bereich um 
37°C.
Die Diplomarbeit findest du hier:
http://www.stud.fh-hannover.de/~wellhaus/
Arno

Autor: ganzeinfach (Gast)
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START
- analogen sensor mit möglichst eingebauter referenzspannung und hoher 
auflösung raussuchen
- an die auswerteschaltung mit möglichst hochbittiger ADU anschließen
-über den gewünschten Messbereich mit genauem Vergleichsinstrument 
kalibrieren.
END

Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo,
sonic hat ja geschrieben, daß er kein Vergleichsinstrument zum 
Kalibrieren hat.
Ausserdem gehe ich davon aus, daß die meisten, die nach 0,1 K Auflösung 
und Genauigkeit verlangen, eh nur die Schreibtischtemperatur messen 
wollen.
Arno

Autor: Marko (Gast)
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nee, die 0,1°C sind schon mitunter wichtig.
Es gibt Biochemische Abläufe, die eine solche
Präzision verlangen.
denk mal an Deine Körpertemperatur.
Die ist mitnichten stabil, sondern schwankt in
einer Bandbreite, was normal ist.
Ein Abweichen darüber nennt man dann Fieber,
darunter ists Unterkühlung.
Angenommen der Onkel Doktor sagt Dir Du hast
Fieber 41°, dann amcht Dir das ganz bestimmt was
aus ob das Thermometer da 1° Abweichung haben kann ...
dann kämen u.U. nur 40° richtig gemessen raus
oder lebensbedrohliche 42° währen auch im Bereich
der Messabweichung.
Bestimmte biochemische Prozesse verlangen auch von
der Regelungstechnik her möglichst präzise und
stabile Messwerte, damit ideale Produktionsbedingungen,
sprich möglichst geringer Ausschuss, maximaler
Gewinn, entsteht.

Autor: Uwe Bonnes (Gast)
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@Marko

Wenn es genau sein soll, dann baue Dir eine Halbbruecke aus bekannten, 
temperaturstabilen Widerstand und einen PT100(0). Das ganze speist Du 
mit Konstantstrom und verwendest die Groesse der beiden Spannungen als 
differentielle Referenz fuer einen hochaufloesenden Sigma Delta Wandler 
und das kleinere als differentielles Eingangssignal fuer den Sigma 
Delta.

Autor: arc (Gast)
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> Wenn mir einer ein Vergleichsnormal mit einer Genauigkeit <0.1°C sagen
> kann würde ich mich freuen. In unserer Kalibrierstelle gibt's sowas
> jedenfalls nicht, unsere Anforderungen liegen bei +- 1°C! Die Billigen
> Teile (meist I²C) sind nicht besser als +- 2°C.

Z.B. Fixpunktzellen: Tripelpunkt-Wasser, Erstarrungspunkte von z.B. 
Gallium oder Indium
Hersteller: Isotech (Jarrett), Hart Scientific, Pond Engineering etc.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Ein Problem, das ich im Moment habe, wurde noch nicht angesprochen:
ich messe immer die Temperatur des Sensors, nicht die des Messobjektes.
(ausser vielleicht Sensor in Öl oder in Luft)
Zwischen Sensor und Objekt gibt es immer einen thermischen Widerstand.
Gerade die Sensoren im DIP-Gehäuse machen da nicht gerade einen guten 
Eindruck.
Ich wollte mal Kühlkörpertemperaturen messen. Je fester ich den Sensor 
angepresst habe um so mehr hat er angezeigt.
Gibt es Sensoren die dafür besonders geeignet sind?

Autor: Arno H. (Gast)
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Temperaturabhängige Widerstände mit entsprechenden 
Befestigungsmöglichkeiten wie Gewindestutzen oder Befestigungsösen oder 
eben Diodenstrecken bzw. Transistordioden im entsprechenden Gehäuse.
Bei Kleingehäusen mit Klammern anpressen oder mit Wärmeleitkleber 
fixieren.
Arno

Autor: arc (Gast)
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Autor: H.H. (Gast)
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Gute Kalibriermöglichkeit
http://www.ees-hartz.de/Display1/

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