Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Pt100 Messung gestört


von Maik (Gast)


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Hallo zusammen,

für unseren Versuchsaufbau hier in der Uni habe ich eine Elektronik 
entwickelt, die mehrere Pt100 Sensoren (teilweise 5m Kabel) auslesen 
soll.

Da das ganze recht präsize werden sollte sind alle Sensoren mit 
Vierleiter angeschlossen und auf dem Board gibt es einen 
Referenzwiderstand, der in Reihe zum zu messenden Pt100 liegt. Es wird 
dann zunächst die Spannung über diesem Widerstand gemessen und 
anschließend über dem Pt100.

Auf dem Elektroniktisch funktioniert das auch alles wunderbar. Leider 
sind die Messungen am Gerät zum Teil total daneben und lassen sich auch 
von allerhand Dingen drumrum beeinflussen. Z.B. von leistungsstarken 
Heizern, die mittels PWM gesteuert werden.

Ich denke mein Problem ist vor allem eine gute Entstörung der Pt100 
Anschlüsse.

Gibt es da irgendwelche Tipps? Das ist ja eigentlich nichts 
ungewöhnliches einige Pt100 Eingänge zu haben. Aktuell hat jeder 
Anschluss nur clamp-Dioden.

Gibt es Schaltpläne wo man ggf. etwas abschauen kann?

Ich wäre für Tipps sehr dankbar!

LG Maik

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Hast du Fifferenzial Messleitungen?
Leitungen Verdrillt?
Kleine Kondensatoren am PCB bei den Messeingängen?

von H. H. (Gast)


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Maik schrieb:
> 5m Kabel

Was für welches?

von Maik (Gast)


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Leitungen sind Standardleitungen 4 polig (nicht verdrillt). Kapazitäten 
sind nicht an den Eingängen. Ist es sinnvoller diese gegen GND zu legen 
oder parallel zum Pt100?

Messung ist ansonsten voll differenziell bis in den ADC.

von Kevin M. (arduinolover)


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Hast du deinenessei Gang mit einem Tiefpass gefiltert? Wenn nein kennst 
du dein Problem.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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In der Regel als Schaltung:

von Kevin M. (arduinolover)


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Kevin M. schrieb:
> deinenessei Gang

Deine Messung

von F. F. (foldi)


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Was wäre denn mit DS18B20?
Gerade bei mehreren Sensoren recht einfach.

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Parallel zu den Messleitungen 100nF als Tiefpass.
Oder ein L a 100µH plus 10nF als alternative Tiefpass Schaltung
Aus der Diskusion hier im Forum
Beitrag "PT1000-Meßeingang, industrietauglich?"

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Maik schrieb:
> Leitungen sind Standardleitungen 4 polig (nicht verdrillt).

STP verwenden!

von Peter D. (peda)


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Was für ein ADC?
Typisch nimmt man einen integrierenden ADC (Sigma-Delta) mit 50/60Hz 
Unterdrückung.
Z.B. AD7793

von A. S. (Gast)


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Maik schrieb:
> Da das ganze recht präsize werden sollte sind alle Sensoren mit
> Vierleiter angeschlossen und auf dem Board gibt es einen
> Referenzwiderstand, der in Reihe zum zu messenden Pt100 liegt. Es wird
> dann zunächst die Spannung über diesem Widerstand gemessen und
> anschließend über dem Pt100.

Was bedeutet das? Hast Du Umschalter? Hast Du keine Strommessung UND 
keine Relativmessung?

Hast Du da was selbstgebasteltes? Falls ja,  hast Du einen Schaltplan 
deiner OP-Schaltung?

von Harald W. (wilhelms)


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F. F. schrieb:

> Was wäre denn mit DS18B20?
> Gerade bei mehreren Sensoren recht einfach.

Für Präzisionsmessungen ist der aber nicht geeignet.

von Peter D. (peda)


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Harald W. schrieb:
> Für Präzisionsmessungen ist der aber nicht geeignet.

Woher willst Du wissen, was der OP unter "recht präsize" versteht?
Es wurden ja keinerlei Angaben gemacht, nichtmal zum Meßbereich.

von A. S. (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Woher willst Du wissen, was der OP unter "recht präsize" versteht?
> Es wurden ja keinerlei Angaben gemacht, nichtmal zum Meßbereich.

Keine Ahnung, was der TO möchte. Nur ist pt100 in 4 Leiter so teuer und 
aufwändig, dass er hoffentlich einen guten Grund hat. Auch wenn das (in 
der Uni) nicht sein muss.

von Andras H. (kyrk)


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Da fehlt noch etwas, teilweise hat man Filtern schon erwähnt. Aber da 
Fehlt auch die Zuleitungskompensierung. Und der FET wird auch 
mitgemessen. Den macht du eher oben hin. Und oben müsste doch eher ein 
Stromgenerator laufen.

von Kurt (Gast)


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Maik schrieb:
> Ich denke mein Problem ist vor allem eine gute Entstörung der Pt100
> Anschlüsse.

Was hast du für ein "Gerät"?
pt100 und 5 m ist doch kein Problem. Da müßten schon starke Ströme im 
Umfeld fließen, um in die Zuleitung einzustreuen. Und wenn hier 
Kondensatoren empfohlen werden, 100nF sind ein wenig klein gewählt. 
100µF passen eher zu 100Ohm und niedriger Grenzfrequenz.

von Peter R. (pnu)


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Im Schaltbild steht Pt 1000, im Text Pt100 Was Nun?

Da wird von Vierleiter gesprochen, ich seh aber nur Drei-Leitertechnik.

Was für ein Typ Leitungen? m.W. sind Vier-Leiter-Signalleitungen fast 
immer verdrillt.

Wie groß sind die auftretenden Messfehler?

Wie ist das zeitliche Verhalten? ständig oder Zufällig oder mit 
Zustanden des Systems korreliert?

Alles fragen, die man beantwortet haben sollte bevor man an die 
Fehlerbekäpfung geht.

von Dirk B. (dirkb2)


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Peter R. schrieb:
> Im Schaltbild steht Pt 1000, im Text Pt100 Was Nun?
>
> Da wird von Vierleiter gesprochen, ich seh aber nur Drei-Leitertechnik.

Die Bilder sind nicht vom TO.

von Bernd (Gast)


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Ich hatte ein Board von Analog Devices benutzt.
Es hatte mit 4-wire PT100 (ein paar meter Verkabelung) gut geklappt.

https://www.analog.com/en/design-center/reference-designs/circuits-from-the-lab/CN0383.html#rd-description

Da gibt es Hinweise für Gleichtakt- und Gegentaktunterdrückung als auch 
50/60Hz Filtering.

von gip (Gast)


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Hänge mal den Analogausgang deiner Schaltung an ein Oszilloskop und 
poste das Bild hier. Es wäre interessant zu wissen welche Störung das 
ist. Wenn es 50Hz sind, sagt einem das schonmal was.

von F. F. (foldi)


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Harald W. schrieb:
> Für Präzisionsmessungen ist der aber nicht geeignet.

Harald, wir hatten ja schon oft das Thema und vielleicht erinnerst du 
dich an meine Beiträge? Wenn ja, dann weißt du auch noch, dass ich den 
Standpunkt vertrete, dass man Temperatur niemals so genau messen kann, 
wie manche das gern möchten.
Am Ende waren meine Ausführungen immer unwidersprochen.
Bei dem PT1000 musst du auch schon ein wenig Aufwand betreiben.
Der DS18B20 ist ziemlich genau. Bei -10 bis 85 Grad hat er eine 
Abweichung von max. einen halben Grad. Ich habe nie mehr als 0,2 Grad 
zwischen allen Sensoren gehabt.
Da die Dinger fast nichts kosten, nimmst du zwei pro Messstelle und 
mittelst den Wert dann nochmal und wenn du ein sehr genaues Thermometer 
hast, die Teile sind nämlich über einen großen Temperaturbereich 
ziemlich stabil, dann kannst du das auch in Software kalibrieren. Aber 
0,1-0,2 Grad, da mache ich gar nichts mehr und freue mich, dass diese 
Dinger so toll und einfach funktionieren.

von Forist (Gast)


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Peter R. schrieb:
> Im Schaltbild steht Pt 1000, im Text Pt100 Was Nun?

In welchem?
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von Maik (Gast)


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Hallo,

hier ist ja richtig was los gewesen :)

Kurz zu einigen Fragen:
- Temperaturbereich ca. 15°C bis 150°C
- Genauigkeit der Elektronik (also für einen quasi perfekten Pt100) 
besser 0,1°C
- Gemessen wird mit einer 1mA Stromquelle die umgepolt wird um Offsets 
zu unterdrücken
- Alles differenziell gemessen
- ADC ist leider ein SAR, da konnte nicht ich entscheiden
- Pt100 weil es da Sensoren für das Hochvakuum gibt, mit denen man 
bereits Erfahrung hat

Habe ich was vergessen?

Wie gesagt, die Schaltung tat im Elektroniklabor genau was sie sollte, 
nur neben der Plasmaquelle, 1kW Heizern usw kam nur Grütze.

Die Lösung brachte nun tatsächlich ein simples Filter vor dem 
Differenzverstärker, aber nach den Analogschaltern (so braucht es nur 
ein Filter)

Vielen Dank für die ganzen Hinweise!

LG Maik

von Wolfgang (Gast)


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Maik schrieb:
> Die Lösung brachte nun tatsächlich ein simples Filter vor dem
> Differenzverstärker

Wieso vor dem Differenzverstärker und nicht ein aktives Filter mit dem 
Diff-Amp? Wie sieht DEINE Schaltung aus?
Meist reicht ein C in der Gegenkopplung.

von BS (Gast)


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> Pt100 weil es da Sensoren für das Hochvakuum gibt

Temperaturmessung im Hochvakuum? Da gibt es doch gar keine sinnvolle 
“Temperatur“. Da misst man sowieso nur die Erwärmung des Sensors durch 
den Messstrom..

von Wolfgang (Gast)


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BS schrieb:
> Da misst man sowieso nur die Erwärmung des Sensors durch
> den Messstrom..

... Wärmestrahlung funktioniert auch im Vakuum

von Vaku (Gast)


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BS schrieb:
>> Pt100 weil es da Sensoren für das Hochvakuum gibt
>
> Temperaturmessung im Hochvakuum? Da gibt es doch gar keine sinnvolle
> “Temperatur“. Da misst man sowieso nur die Erwärmung des Sensors durch
> den Messstrom..

Man misst ja auch in der Regel nicht die Temperatur des Vakuums, sondern 
Gegenstände, die sich im Vakuum befinden. Und ja - da nimmt man in der 
Regel PT100er oder PT1000er. Der Grund liegt darin, dass es die mit 
entsprechend guten Ausgaswerten gibt.

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