Hallo, ich würde gerne nacheinander mehrere PT100 messen. Da mein Messstrom 1mA und somit die Spannung <1V ist frage ich mich, mit was schaltet man so kleine Signale? bei einem Relais sehe ich da echte Kontaktsicherheitsprobleme. Ein ADG-Baustein hat einen zu großen Innenwiderstand.... Was kann ich noch verwenden ohne die Messschaltung mehrfach aufzubauen? Gruß Anselm
Da du ja sicher eine 4-Leiter Messung machst, spielen deine bedenken keine Rolle. Dazu dann noch zwei Festwiderstände zum Vergleich, bzw zum interpolieren.
Anselm 6. schrieb: > bei einem Relais sehe ich da echte Kontaktsicherheitsprobleme. Warum das denn? Es spricht sicher einiges potentiell gegen Relais... Baugröße, Schaltgeschwindigkeit, Verschleiß, Geräuschentwicklung, Stromaufnahme... Aber Kontaktsicherheit gehört nicht dazu.
Anselm 6. schrieb: > Da mein Messstrom 1mA und somit die Spannung <1V ist frage ich mich, > mit was schaltet man so kleine Signale? Analogschalter/-multiplexer? Den hat sogar fast jeder µP eingebaut.
wer schrieb: > Aber Kontaktsicherheit gehört nicht dazu. Mindest-Kontakt-Schaltspannung und ggf. Mindest-Kontakt-Strom schon! Wird regelmäßig vergessen, diese zu beachten!
Anselm 6. schrieb: > mit was schaltet man so kleine Signale Analogschalter. Einen für den Messtrom, einen für die Messspannung NACH dem messstromschaltenden Analogschalter
1 | | |
2 | 8 1mA |
3 | | |
4 | +-------------+ |
5 | | | |
6 | X--Mikrocont--X |
7 | | | | | | |
8 | +--X---+---X--+ |
9 | | ADC | |
10 | Pt100 Pt100 |
11 | | | |
12 | GND GND |
X sind vom uC gesteuerte Analgschalter wie CD4066 8 ist deine Konstantstromquelle Schon mal darüber nachgedacht, daß Konstantstromquellen auch erfordern, daß die Referenzspannung deines uC ebenso konstant ist, daß jede Abweichung der nicht so konstanten Stromes oder der nicht so konstanten Referenzspannung zu einem Messfehler führt ? Es gibt andere Wege. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32
Michael B. schrieb: > Schon mal darüber nachgedacht, daß Konstantstromquellen auch erfordern, > daß die Referenzspannung deines uC ebenso konstant ist, daß jede > Abweichung der nicht so konstanten Stromes oder der nicht so konstanten > Referenzspannung zu einem Messfehler führt ? Wenn man bei mehreren umgeschalteten PT100 auch auf einen Referenz- Widerstand schaltet, spielt die Langzeitstabilität keine Rolle mehr. Dann reicht auch eine Einfach-Ein-Transistor-Stromquelle für eine Genauigkeit im mK-Bereich.
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Anselm 6. schrieb: > Was kann ich noch verwenden ohne die Messschaltung mehrfach aufzubauen? Ein Muxer ist die Lösung. Das Prinzip habe ich unter PT100-Muxer.jpg dargestellt. Wir haben eine Stromquelle, hier 1 mA für einen PT100. Schalter W1 leitet den Strom bei ON zu R1 und der Strom fließt gegen Masse. Über Schalter W5 wird dann im ON - Zustand die Spannung über R1 gemessen. Die Analogschalter haben einen Übergangswiderstand. Der ist nicht unerheblich und würde die Messung verfälschen. Deswegen arbeitet man hier auch mit einem Konstantstrom. Dann dürfen die Übergangswiderstande von W1 bis W4 auch beliebig streuen. Es zählt ja nur der Konstandstrom durch den PT100. Die Spannung über einen PT100 wird wieder über einen Analogschalter abgegriffen. Der hat natürlich auch einen Übergangswiderstand. Jedoch greift ein OPV mit einem hochohmigen Eingangswiderstand die Spannung ab, so dass kein Strom fließt und folglich auch kein Spannungsabfall am Übergangswiderstand entsteht. Das ist der Trick dabei. Vor ca. 15 Jahren habe ich für den OPV einen TL074 genommen. Der TL071 wäre die Single-Version. Der Eingangswiderstand ist zwar sehr hochohmig, jedoch Offset und Drift ist heutzutage nicht beeindruckend, würde ich nur noch bei geringen Ansprüchen an die Genauigkeit verwenden. Ein paar Jahre später hätte ich einen OPA333 genommen. Es gibt heute aber auch noch etwas bessere. Ich wollte damals schon als Analogschalter einen 74HCT4051 nehmen. Diese Typ-Reihe ist immer noch gut verwendbar. Da hat sich nicht viel getan. Man braucht aber 2 Stück davon, weil man mit einem 4051 jeweils nur einen Kanal schalten kann. Aber wie soll man die Matrix dann sinnvoller Weise layouten? Das ist mit damals nicht gerade sofort eingefallen, aber ... man stapelt die beiden 4051 einfach übereinander und biegt beim oberen 4051 den Pin 3 etwas zur Seite, siehe Bild. Bei mir ging der obere Pin 3 dann zum OPV. Man hat da die Wahl, der andere wäre genauso gut. Seit über 8 Jahren arbeite ich mit SMD. Den 4051 gibt es auch als SMD - Typ. Stapeln ist nicht ganz so einfach. Man muß das Gehäuse etwas herunterfeilen, da die Pins ein wenig zu kurz sind. Es geht aber. Noch ein Tipp, nach dem Umschalten auf einen Sensor sollte man nicht sofort mit dem Messen beginnen. Für eine kurze Zeit treten kleine Schwingungen auf, zumindest im Prinzip. Eine Wartezeit von 10 ms dürfte bei kurzen Leitungen zu den Sensoren genügen. Sonst erhöht man eben die Zeit. Viel Spaß. mfg Klaus
Wilfried P. schrieb: > Mindest-Kontakt-Schaltspannung und ggf. > Mindest-Kontakt-Strom schon! > > Wird regelmäßig vergessen, diese zu beachten! Deshalb sind in der Messtechnik quecksilberbenetzte Reedrelais üblich. Ist aber bei 4-Leiter-Anschluss recht aufwändig. Georg
Klaus R. schrieb: > Aber wie soll man die Matrix dann sinnvoller > Weise layouten? Das ist mit damals nicht gerade sofort eingefallen, aber > ... > man stapelt die beiden 4051 einfach übereinander und biegt beim oberen > 4051 den Pin 3 etwas zur Seite Ähm, nein, das ist nicht sinnvoll, sondern Bastlerpfusch.
Klaus R. schrieb: > Anselm 6. schrieb: >> Was kann ich noch verwenden ohne die Messschaltung mehrfach aufzubauen? > > > Ich wollte damals schon als Analogschalter einen 74HCT4051 nehmen. Diese > Typ-Reihe ist immer noch gut verwendbar. Da hat sich nicht viel getan. > Man braucht aber 2 Stück davon, weil man mit einem 4051 jeweils nur > einen Kanal schalten kann. Heutzutage würde ich stattdessen dne 4851 empfehlen, da sind die injection current Effekte bei weitem geringer als beim 4051: https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/74HC_HCT4851.pdf Gibt es ebenfalls als SMD .-)
Andrew T. schrieb: > da sind die injection current Effekte bei weitem geringer als beim 4051: Ist bei 100 Ohm Last rausgeschmissenes Geld.
MaWin schrieb: > Andrew T. schrieb: >> da sind die injection current Effekte bei weitem geringer als beim 4051: > > Ist bei 100 Ohm Last rausgeschmissenes Geld. Ausserdem wartet man ein paar Millisekunden ab bevor man mißt. Dann ist alles statisch, keine Strom- und Spannungsänderungen. mfg klaus
Michael B. schrieb: > Klaus R. schrieb: >> Aber wie soll man die Matrix dann sinnvoller >> Weise layouten? Das ist mit damals nicht gerade sofort eingefallen, aber >> ... >> man stapelt die beiden 4051 einfach übereinander und biegt beim oberen >> 4051 den Pin 3 etwas zur Seite > > Ähm, nein, das ist nicht sinnvoll, sondern Bastlerpfusch. Klar, bei professioneller Fließbandmontage würde man nicht stapeln. Und dann noch ein Pin abbiegen und ihn mit einem Draht mit der Platine verbinden. Das schafft der Bestückungsautomat nicht. Aber eben der Bastler. Und es vereinfacht das Layout enorm. Keine Kreuzungen. Och war damit froh und hatte es in SMD - Technik dann später gerne nochmals verwendet. Übrigens, gestapelte Kerkos gibt es sogar zu kaufen. Schau mal bei Mouser nach. Farnell wird die auch haben. mfg Klaus
Michael B. schrieb: > Klaus R. schrieb: >> Aber wie soll man die Matrix dann sinnvoller >> Weise layouten? Das ist mit damals nicht gerade sofort eingefallen, aber >> ... >> man stapelt die beiden 4051 einfach übereinander und biegt beim oberen >> 4051 den Pin 3 etwas zur Seite > > Ähm, nein, das ist nicht sinnvoll, sondern Bastlerpfusch. Klar, bei professioneller Fließbandmontage würde man nicht stapeln. Und dann noch einen Pin abbiegen und ihn mit einem Draht mit der Platine verbinden. Das schafft der Bestückungsautomat nicht. Aber eben der Bastler. Und es vereinfacht das Layout enorm. Keine Kreuzungen. Ich war damit froh und hatte es in SMD - Technik dann später gerne nochmals verwendet. Übrigens, gestapelte Kerkos gibt es sogar zu kaufen. Schau mal bei Mouser nach. Farnell wird die auch haben. mfg Klaus
Wenn es um Messunsicherheiten im 1 K Bereich geht, sehen die Anforderungen völlig anders aus, als wenn man 1 mK anstrebt. Da sollte man schon mal klarstellen, bevor man über Bauteile diskutiert. Genau so spielt das Messverfahren AC/DC/DC_gepulst eine Rolle bei der Auswahl der Bauteile.
ths schrieb: > Wenn es um Messunsicherheiten im 1 K Bereich geht, sehen die > Anforderungen völlig anders aus, als wenn man 1 mK anstrebt. Aber schon für 1K Messunsicherheit muss man auf 0,4% genau messen. Deshalb ist bei geforderter Messunsicherheit von 1K die Verwen- dung von PT100 meist nicht sinnvoll.
Harald W. schrieb: > Aber schon für 1K Messunsicherheit muss man auf 0,4% genau messen. > Deshalb ist bei geforderter Messunsicherheit von 1K die Verwen- > dung von PT100 meist nicht sinnvoll. Ah ja, deshalb nutzen quasi ALLE Präzisionstemperaturmessungen Platin-Temperatursensoren weil man mit ihnen ja solche Problem hat, genau zu messen, schon klar. https://www.google.de/search?q=precision+temperature+measurement (wenn man keine Ahnung hat, einfach mal die Klappe halten...)
Klaus R. schrieb: > Man braucht aber 2 Stück davon, weil man mit einem 4051 jeweils nur > einen Kanal schalten kann. Für 4 Sensoren reicht auch ein 74HC4052.
Michael B. schrieb: > Ah ja, deshalb nutzen quasi ALLE Präzisionstemperaturmessungen > Platin-Temperatursensoren weil man mit ihnen ja solche Problem hat, > genau zu messen, schon klar. Hier geht es darum, bei eher geringen Genauigkeitsanforderungen eine kostensparende Lösung zu finden. Da ist PT100 nicht die erste Wahl. Hast Du Dich überhaupt schon mal mit Temperatur- messungen im mK Bereich beschäftigt? Ich ja. > (wenn man keine Ahnung hat, einfach mal die Klappe halten...) Das trifft wohl eher auf Dich zu.
Peter D. schrieb: > Klaus R. schrieb: >> Man braucht aber 2 Stück davon, weil man mit einem 4051 jeweils nur >> einen Kanal schalten kann. > > Für 4 Sensoren reicht auch ein 74HC4052. Dann muß man aber auch entsprechend layouten. Vor 15 Jahren habe zudem die Platinen noch selbst gefertigt. Jeder Lagenwechsel war da Aufwand. Man mußte ja irgendwie zuverlässig durchkontaktieren. Aber selbst bei der zweiten Generation des Muxers blieb ich beim Stapeln, obwohl ich zur der Zeit schon Platinen anfertigen ließ. Zudem benötigte ich immer schon 8 Kanäle und dies 3 mal. mfg klaus
Harald W. schrieb: > Da ist PT100 nicht die > erste Wahl. Ich habe von anfang an immer den PT1000 genommen. Obwohl der nur mit < 300 µA betrieben werden soll, ist der dann noch ca. 3 mal empfíndlicher als ein PT100. mfg klaus
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Harald W. schrieb: > Hier geht es darum, bei eher geringen Genauigkeitsanforderungen > eine kostensparende Lösung zu finden. Was du alles weisst. Der Anselm hat sich, seit dem Abkippen seiner Frage, nicht mehr gemeldet. Genauigkeitsanforderungen und Ursache warum er Pt100 wählt sind also allen unbekannt, nur dir offenbar nicht. Interessant, bist du Anselm, mit ihm verwandt oder verschwägert oder einfadch nur mal wieder dabei dir frei Erfundenes aus den Fingern zu sauegn. > Da ist PT100 nicht die erste Wahl. Hast Du Dich überhaupt schon mal > mit Temperaturmessungen im mK Bereich beschäftigt? Nee, das ist mir viel zu kalt. > Ich ja. Offenkundig gelogen, Millikelvin werden durch Dampfdruck von Gasen gemessen Alleine mit dem Messstrom durch einen RTD würde man sich die mähsam geschaffenen kalten Millikelvin kaputt machen.
Michael B. schrieb: > Alleine mit dem Messstrom durch einen RTD würde man sich die mähsam > geschaffenen kalten Millikelvin kaputt machen. Mit Dauerstrom ja, aber man kann ja auch pulsen. Und man muß ja nicht mit 300 mA beim PT1000 messen. Ich warte jetzt erst einmal auf eine Antwort von Anselm. mfg Klaus
Du kannst auch hinter jeden PT100 einen OpAmp mit OutputEnable als Impedanzwandler hängen. Die Ausgänge kommen dann alle über einen kleinen Widerstand an den ADC. Den PT100 wählst Du, indem Du jeweils nur einen der OpAmps einschaltest. Die anderen OpAmp Ausgänge sind dann High Impedance und stören das Signal nicht.
Anselm 6. schrieb: > ich würde gerne nacheinander mehrere PT100 messen. > Da mein Messstrom 1mA und somit die Spannung <1V ist frage ich mich, > mit was schaltet man so kleine Signale? Per gekapseltem Relais - und parallel zu jedem PT100 ein Kondensator, dazu je ein Kondensator von den 2 Senseleitungen gegen GND. Beim Schalten der Relais ist der durch die Kondensatoren erzeugte Umladestrom groß genug, um Kontaktunsicherheiten zu beseitigen. P.S. solche Relais findet man für wenig Geld selbst bei Pollin. W.S.
Klaus R. schrieb: > Ich habe von anfang an immer den PT1000 genommen. Obwohl der nur mit < > 300 µA betrieben werden soll, ist der dann noch ca. 3 mal empfíndlicher > als ein PT100. > mfg klaus Es bleibt aber die Genauigkeitsforderung 0,4% pro K und auch die oft störende Eigenerwärmung. Wie bereits gesagt, für Genauigkeit im Bereich 1K gibts m.E. bessere Lösungen.
Nils schrieb: > Du kannst auch hinter jeden PT100 einen OpAmp mit OutputEnable als > Impedanzwandler hängen. Gut, noch eine Antwort. Ein OPV der das analoge Signal eines PT100 / PT1000 verarbeiten soll, der sollte einen geringen Offset und noch wichtiger, eine geringe Drift haben. Der OPA333 kostet ca. 2,20 € bei Mouser. Der OPA189 kostet ca. 2,50 €. Also, diese OPV sind nicht gerade so billig. Zudem, ein Impedanzwandler wird eigentlich nicht benötigt. Ein Analogschalter ist schon eine gute Wahl. Es gibt ja auch AD - Wandler mit Muxer. Allerdings ist bei einem PT100 / PT1000 in der Regel eine Verstärkung erforderlich um die Empfindlichkeit des AD - Wandlers voll ausnutzen zu können. Dafür habe ich wieder einen INA333 verwendet, kostet ca. 4 €. Diesen Aufwand wird wohl keiner für jeden Sensor betreiben wollen. Deshalb der Muxer. mfg klaus
Klaus R. schrieb: > Deshalb der Muxer. Bei Vierpolanschluss und Abtastung mit Pause nach dem Schalten wirken sich negative Daten des Mux praktisch nicht auf das Meß- ergebnis aus. BTDT.
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Harald, auch 0,1 mK zu beobachten ist mit Pt 100 kein Thema, hinreichend konstante Umgebung vorausgesetzt.
ths schrieb: > Harald, auch 0,1 mK zu beobachten ist mit Pt 100 kein Thema, > hinreichend konstante Umgebung vorausgesetzt. Da nimmt man wohl eher PT25 oder PT10. Man kann auch die Temperatur eines ganzen Labors auf besser 1mK genau regeln.
Harald W. schrieb: > ths schrieb: > >> Harald, auch 0,1 mK zu beobachten ist mit Pt 100 kein Thema, >> hinreichend konstante Umgebung vorausgesetzt. > > Da nimmt man wohl eher PT25 oder PT10. > > Man kann auch die Temperatur eines ganzen Labors > auf besser 1mK genau regeln. Ob man jetzt PT100 oder PT10 nimmt macht keinen so großen Unterschied für die Auflösung. Die PT10 / PT25 sind ggf. etwas stabiler bei erhöhter Temperatur, weil der Draht eher dicker ist. Auch die Isolierung bei hoher Temperatur wird weniger kritisch. Bei Raumtemperatur macht das noch keine großen Probleme. Für die Auswertung ist eher PT100 etwas einfacher. Für hohe Auflösung hilft es auch mit Wechselstrom zu messen.
Harald W. schrieb: > Man kann auch die Temperatur eines ganzen Labors > auf besser 1mK genau regeln. sagte ich schon: Michael B. schrieb: > (wenn man keine Ahnung hat, einfach mal die Klappe halten...)
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