Hallo zusammen, ich möchte mit einem Spannungsteiler am ADC eines ATmega einen Temperaturschwellwert erfassen (15°C). Die Schaltung muss möglichst einfach sein (daher der Spannungsteiler), dennoch möchte ich natürlich die optimale Genaugigkeit rausholen. In der Anwendung ist ein Temperaturbereich von ca. 0°C bis 35 °C möglich - aber wie gesagt: Nur der Temperaturschwellwert von 15 °C muss sicher erkannt werden. Vcc und VRef betragen 5 V. Ich habe nun 2 Temperaturfühler zur Auswahl: NTC 1k und PT1000. Welcher ist besser geeignet? Aus meiner Sicht ist der NTC besser geeeignet: Deutlich größere Widerstandsänderung im Temperaturbereich -> größere Spannungsänderung am ADC -> Genauigkeit in dieser Messkonstellation ist somit größer. Was meint ihr? Gruß Dirk
Dirk schrieb: > größere Spannungsänderung am ADC > -> Genauigkeit in dieser Messkonstellation ist somit größer. Wenn du den Schaltpunkt "einlernen" kannst, dann nur zu. > Was meint ihr? Hast du dir mal den Abschitt "Toleranzen und Abweichungen" im Datenblatt des NTC angeschaut? Das Fazit daraus: du musst den Sachltpunkt jeder einzelnen derartigen Schaltung von Hand abgleichen. Wenn ddas ein Einzelstück ist, dann ist das kein Problem. Wenn es 1000 sind, wirds teuer.
:
Bearbeitet durch Moderator
Danke für die schnelle Antwort! Mit "einlernen" meinst du vermutlich einen zusätzlichen Poti im Spannungsteiler, der bei 15°C den Spannungsschwellwert am ADC einstellt, oder? Ein Poti ist eigentlich nicht vorgesehen. Dann wird es wohl doch der PT1000. Gruß Dirk
Dirk schrieb: > Mit "einlernen" meinst du vermutlich einen zusätzlichen Poti im > Spannungsteiler, der bei 15°C den Spannungsschwellwert am ADC > einstellt, oder? Oder. "Einlernen" =/= "Einstellen" Wobei man es natürlich mit einem Poti machen kann. Es gibt mehrere Wge, der Schaltung eine Schaltpunkt einzuprägen. So, jetzt hast du noch ein Wort zum nachfragen.
der NTC ist empfindlicher (und daher leichter auszuwerten), der Pt1000 ist genauer (er hat ab Werk eine deutlich bessere Genauigkeitsspezifikation als der NTC). Dirk schrieb: > Mit "einlernen" meinst du vermutlich einen zusätzlichen Poti im > Spannungsteiler, der bei 15°C den Spannungsschwellwert am ADC einstellt, > oder? Du verarbeitest doch den Wert des Spannungsteilers mit einem ATMega, oder? Solange der ATMega weiß, welcher Spannungswert tatsächlich zum Temperatur-Schwellwert 15° gehört, brauchst du kein zusätzliches Poti.
Dirk schrieb: > Welcher ist besser geeignet? NTC. Ein Pt1000 will nur 0.1V sehen, maximal 0.3V, da macht 1 GradC nur 3.8uV aus, das kann dein ADC nicht erfassen. Der NTC hingegen kommt mit einem Festwiderstand der genau dem NTC Wert bei 15 GradC entspricht an VCC und der ADC misst ratiometrisch. Maximale Auflösung, gute Henauigkeit, und es ist egal dass du bei 0 odr 30 GradC nicht mehr so genau messen kannst. Einziges Problem beim NTC: man kann defekte nicht so einfach auswechseln wie bei Pt1000, sondern muss neu kalibrieren (deren Widerstand bei 15 GradC messen). https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32
So ein ntc hat üblicherweise eine Empfindlichkeit von ca 5 % pro K, ein pt1000 hat 0.4% pro K. Die Anforderungen an adc und die Schaltung sind bei PT also 10x größer. Ein Low cost ntc hat bei Raumtemperatur eine Toleranz von ca 3-5 % was etwa 1K entspricht. Ein günstiger PT Klasse A hat bei Raumtemperatur eine Toleranz von 0.6 K. In Summe ohne Abgleich oder Präzisionswiderstände / ADC wird in der Praxis der NTC vermutlich besser und billiger sein.
Dirk schrieb: > Mit "einlernen" meinst du vermutlich einen zusätzlichen Poti im > Spannungsteiler, der bei 15°C den Spannungsschwellwert am ADC > einstellt, oder? Du könntest z.B. einen "Referenzwert" im EEProm ablegen und im Programm mit diesen vergleichen. Das Problem reduziert sich darauf, die 15°C herzustellen und individuell diesen "Referenzwert" ins EEProm zu packen. Für Einzelstücke: (Ich habe keinen Temperaturschrank ...) Ein Glas mit sauberem (destil.) Wasser, eingepackt in ein trockenes Handtuch und Temperatur (Referenzthermometer) auf 15°C eingestellt. NTC rein. In einen speziellen Programmzusatz (z.B. durch Abfrage eines Testeingangs beim Booten) verzweigen und dort den Messwert als "Referenzwert" übernehmen.
Vielen Dank für die vielen Antworten! Ich werde dann einen NTC nehmen. Dann noch eine letzte Frage: Leider habe ich keine Umgebung mit 15 °C. Ich kann also nicht abgleichen oder den Widerstand bei 15 °C messen. Ich habe aber gesehen, dass es auch NTCs mit geringer Toleranz gibt (1% im geforderten Temperaturbereich). Nehme ich nun an, dass sich der Widerstandswert um 5 %/°C ändert, beträgt der Fehler am NTC ja nur 1/5 °C (natürlich kommen noch Fehler durch die übrige Messchaltung hinzu). Meine Anforderungen sind noch erfüllt, solange der Fehler im Mikrocontroller bei 1°C liegt. Demnach sollte ich auf den Abgleich verzichten können, oder? Gruß Dirk.
Angehängte Dateien:
-
A0331.jpg
160 KB
Zusatz: U.U. muss man die Eigenerwärmung des NTC, PTC oder was auch immer beachten. Dies lohnt, je nach Anwendung, oft aber nicht. Die Eigenerwärmung kann man berechnen, braucht dazu aber das Datenblatt. Diese könnte man dadurch korrigieren, dass man die Referenztemperatur niedriger ansetzt oder als Konstante im Programm berücksichtigt. Die kleinen, blauen Perlen in Wetterstationen haben (wimre) 10kOhm (z.B. Murata NXRT15XH103FA5B -> Anlage). Mit 10kOhm Vorwiderstand an 5V: PTC verheizt Pntc = (2.5V)^2/10k = 625 uW. Mit 26mW/K heizt sich dieser um 24 mK auf. Das kann man also vergessen. Selbst bei 1kOhm (240mK) wäre es noch Wurst. Der o.g. NTC ist übrigens mit 1% spezifiziert. Mit so was braucht's dann nicht mal einen Abgleich. Kuck auch da: http://www.scynd.de/tutorials/arduino-tutorials/5-sensoren/5-1-temperatur-mit-10k%CF%89-ntc.html
Offen ist immer noch, welches Medium gemessen werden soll. Fest, flüssig, gasförmig? Davon hängt es ab, wie die Eigenerwärmung des Sensors den Messwert verfälscht. Günstig ist es, den Sensor nur kurzzeitig zu belasten, wie es hier gezeigt wird: Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)" Für 1K Genauigkeit würde ich einen PT1000 nehmen. Das hat (hätte) den Vorteil, extreme Temperaturen zu erfassen. Aber für 15°C gibt es auch Lösungen mit digitalen Sensoren. Dazu gibt es hier Experten, die nur diese empfehlen, vielleicht auch, weil sie nur diese kennen ;-)
Vielen, vielen Dank! Damit ist bei mir jetzt alles klar. Beste Grüße, Dirk!
> Für 1K Genauigkeit würde ich einen PT1000 nehmen.
Bei Verwendung des Spannungsteilers und einer Toleranz von 1 % sollte
ich in Summe mit dem NTC besser fahren, wenn ich es jetzt richtig
verstanden habe. Die größere Widerstandsänderung kann wesentlich besser
erfasst werden.
An einem anderen Messaufbau (4-Leiterschaltung etc.) macht sicherlich
der PT1000 mehr Sinn.
Gruß Dirk.
Hannes schrieb: > Der o.g. NTC ist übrigens mit 1% spezifiziert. Mit so was braucht's dann > nicht mal einen Abgleich. Deshalb sind solche NTCs bei Reparaturen auch ohne weiteres austauschbar. Solche enger tolerierten gibt es auch mit Edelstahlgehäuse und Kabel, z.B. bei Mouser 803-USP10973 oder 803-USP10972. Die haben 10k, wegen der Eigenerwärmung; 1k ist schon ungewöhnlich niederohmig.
Dirk schrieb: > Dann noch eine letzte Frage: Leider habe ich keine Umgebung mit 15 °C. > Ich kann also nicht abgleichen oder den Widerstand bei 15 °C messen. Ich > habe aber gesehen, dass es auch NTCs mit geringer Toleranz gibt (1% im > geforderten Temperaturbereich). > > Nehme ich nun an, dass sich der Widerstandswert um 5 %/°C ändert, > beträgt der Fehler am NTC ja nur 1/5 °C (natürlich kommen noch Fehler > durch die übrige Messchaltung hinzu). Für genaue NTC's sind die Widerstandswerte über der Temperatur gelistet. Diese können sich aber je nach Hersteller unterscheiden. Außer dem R(25)-Wert brauchst du sonst noch den B-Wert. Mit diesem kannst Du näherungsweise auch den Widerstandswert über die Temperatur bestimmen. Siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Hei%C3%9Fleiter Für Einzelstücke lohnt das nicht. Oft bekommst Du bei den Bastelläden unspezifizierte Ware. Und dann kommt doch wieder das Wasserglas in's Spiel...
Dirk schrieb: > Vcc und VRef betragen 5 V. Im Idealfall benutzt du für Vref und zur Speissung des R-NTC-Teilers ein und dieselbe Spannungsquelle. https://www.elektroniknet.de/messen-testen/sensorik/ratiometrische-temperaturmessung.177413.html https://de.wikipedia.org/wiki/Ratiometrisch
Dirk schrieb: > Ich habe aber gesehen, dass es auch NTCs mit geringer Toleranz gibt Hier z.B.: https://shop.bb-sensors.com/Messtechnik-je-Branche/Maschinenbau/NTC-Temperatursensor-NTC-10-kOhm-B-25-85-3977K-0-25.html?listtype=search&searchparam=temperatursensoren
Dirk schrieb: > sollte ich auf den Abgleich verzichten können, Besser nicht. 1k an 2.5V macht 2.5mA oder 6.5mW. Das kann schon zu einer Sensorerwärmung um mehr als 1 GradC führen, die man wissen will und wegkalibrieren will.
Dirk schrieb: > Dann noch eine letzte Frage: Leider habe ich keine Umgebung mit 15 °C. Was willst du dann mit einem Temperatursensor für 15°C. Von was für einem Medium willst du die Temperatur messen?
Lothar M. schrieb: > https://shop.bb-sensors.com/Messtechnik-je-Branche/Maschinenbau/NTC-Temperatursensor-NTC-10-kOhm-B-25-85-3977K-0-25.html?listtype=search&searchparam=temperatursensoren Ich habe mal welche gesehen, für fast 400 € das Stück! Absolut die geilen Teile. Da geht dann absolut nichts mehr in die Hose. Link liefere ich nach. Als Referenz empfehle ich dazu einen LTZ1000 (natürlich nur Original-Ware von Linear Technology) und als adäquaten Vorwiderstand einen MR70510K000SJE66 von Vishay (10K000 <0.005% <2ppm/K).
Jester schrieb: > Als Referenz empfehle ich dazu einen LTZ1000 Was für einen Blödsinn du hier vom Stapel lässt, NTC misst man ratiometrisch.
Je nachdem was und wo du misst gibt es auch noch eine Vielzahl an aktiven digitalen Sensoren die über 1-Wire I2C oder ähnlich ausgelesen werden können. Hier eine Übersicht: https://www.mikrocontroller.net/articles/Temperatursensor Im Arduino-Umfeld findet man einige der Sensoen auch fertig auf kleinen Platinen.
Dirk schrieb: > Leider habe ich keine Umgebung mit 15 °C. Du wohnst nicht in Deutschland? Ansonsten stell Dein Glas mit Wasser doch mal einige Zeit nach draussen. :-)
MaWin schrieb: > Jester schrieb: >> Als Referenz empfehle ich dazu einen LTZ1000 > > Was für einen Blödsinn du hier vom Stapel lässt, NTC misst man > ratiometrisch. Schlumberger - das wurde hier schon zig-fach erwähnt. Und trotzdem schlagen Störungen auf der Referenz durch, werden zwar stark gedämpft aber eben nicht komplett unterdrückt. Es kommt eben ganz drauf an, wo man hin will: Im ppm-Bereich würde ich aber keinen NTC nutzen wollen, sondern eher einen Temperatur-Messquarz (vgl. Quarz-Thermometer: - HP2804A -> http://www.hparchive.com/Journals/HPJ-1965-03.pdf - https://www.eevblog.com/forum/testgear/hp-2804a-quartz-thermometer-teardown/ - https://www.researchgate.net/publication/4192411_Temperature_Sensor_Using_Quartz_Tuning_Fork_Resonator ) Für die vorgegebene Anwendung reicht die 1K-Genauigkeit. Drum braucht's auch keinen 1/4 % NTC, keinen LTZ1000 und auch keinen MR70510K000SJE66.
Jester schrieb: > Es kommt eben ganz drauf an, wo man hin will: Im ppm-Bereich würde ich > aber keinen NTC nutzen Ach. Aber eine LTZ am NTC, womöglich für Genauigkeit im Prozentbereich ? Abstruses Geblubber.
Jester schrieb: > Es kommt eben ganz drauf an, wo man hin will: Im ppm-Bereich würde ich > aber keinen NTC nutzen wollen, sondern eher einen Temperatur-Messquarz > (vgl. Quarz-Thermometer: > - HP2804A -> http://www.hparchive.com/Journals/HPJ-1965-03.pdf Wenn Du mit "ppm-Bereich" Genauigkeiten von Millikelvin oder besser meinst, da dominieren heutzutage eindeutig PT25 un PT10.
Schon mal mit Ausprobieren versucht, welcher dir besser zusagt ? http://afug-info.de/Download/tab/NTC/ http://afug-info.de/Download/tab/PT-X-100-500-1000/
Es wurde zwar nicht danach gefragt, aber wenn die Schaltung einfach sein soll, fällt mir DS1820 ein. Nur als Idee.
Klaus W. schrieb: > Es wurde zwar nicht danach gefragt, aber wenn die Schaltung > einfach sein soll, fällt mir DS1820 ein. > Nur als Idee. Der arbeitet als Temperaturwächter ? Ist mir neu. Eher noch TMP01 von AnalogDevices. Denn ein uC und ein Netzteil, ein Relais und Schalttransistor, eine Einstellmöglichkeit und womöglich noch eine Anzeige, sowie die zur uC Programmierung notwendige Ausrüstung mit PC und Programmierschaltung ist ja wohl kaum als vernachlässigbares Zubehör anzusehen.
Jester schrieb: > Ich habe mal welche gesehen, für fast 400 € das Stück! Absolut die > geilen Teile. Da geht dann absolut nichts mehr in die Hose. Link liefere > ich nach. Das aus der Hose brauchst du nicht nachliefern :-) Und so wie ich dich einschätze, würde auch ein Teil für 4000€ bei dir nichts nützen...also schreib nicht immer so'n Blödsinn! Gruß Rainer
Daß ein NTC oder Pt100(0) ein Temperaturwächter wäre, ist MIR neu. Er will doch mit wenig Aufwand eine halbwegs korrekte Temperatur in den AVR bekommen.
Rainer V. schrieb: > Das aus der Hose brauchst du nicht nachliefern :-) Und so wie ich dich > einschätze, würde auch ein Teil für 4000€ bei dir nichts nützen...also > schreib nicht immer so'n Blödsinn! Du hast ja "richtig Ahnung". Ist das angeboren, oder bist mal schwer gestürtzt?
Klaus W. schrieb: > Er will doch mit wenig Aufwand eine halbwegs korrekte Temperatur in den > AVR bekommen. Er will nur bei 15°C umschalten. Dafür ist eine "korrekte Temperatur" im Grunde unnötig. Nur der eine einzige Schaltpunkt muss möglichst gut reproduzierbar und danach konstant sein.
MaWin schrieb: > Der arbeitet als Temperaturwächter ? > > Ist mir neu. Ja, die können einen Alarm ausgeben! Mal ind DaBla schaun... Rainer
Harald W. schrieb: > Wenn Du mit "ppm-Bereich" Genauigkeiten von Millikelvin oder besser > meinst, da dominieren heutzutage eindeutig PT25 un PT10. Quelle? Dominieren im Sinne von höherer Genauigkeit oder Kalibrierfähigkeit? Ich fand T-Messquarze immer sehr vorteilhaft, da mehr oder weniger direkt digitalisierend (Zeit-/Frequenz-Messung). Müsste sogar noch welche rumliegen haben. Aber das sprengt langsam den Rahmen des Fadens.
Klaus W. schrieb: > Es wurde zwar nicht danach gefragt, aber wenn die Schaltung einfach sein > soll, fällt mir DS1820 ein. Nur mal als Hausnummer: https://www.reichelt.de/digital-thermometer-1-wire--0-5-c-to-92-ds-18s20-p7207.html?&trstct=pos_0&nbc=1 Das wäre jenseits meiner Geizschwelle. Da nur ein einzelner Schwellwert erfasst werden soll, wäre auch eine Messbrücke mit nachfolgendem Komparator eine Möglichkeit. Ein PT1000 hat bei 15°C einen Widerstandswert von 1058,5 Ohm. Diesen könnte man mit Festwiderständen 1 k + 56 Ohm auf ca. 0,2 % hinreichend genau nachbilden. Zur Vermeidung von Eigenerwärmung sollte die Brücke aber nur mit kleinem Tastverhältnis aktiviert und ausgewertet werden. Die Frage nach dem Medium ist noch unbeantwortet.
MaWin schrieb: > Klaus W. schrieb: >> Es wurde zwar nicht danach gefragt, aber wenn die Schaltung >> einfach sein soll, fällt mir DS1820 ein. >> Nur als Idee. Nicht die schlechteste Idee, wenn er nicht in der Lage ist, das System zu justieren. > Der arbeitet als Temperaturwächter ? > Ist mir neu. > Eher noch TMP01 von AnalogDevices. > > Denn ein uC und ein Netzteil, ein Relais und Schalttransistor, eine > Einstellmöglichkeit und womöglich noch eine Anzeige, sowie die zur uC > Programmierung notwendige Ausrüstung mit PC und Programmierschaltung ist > ja wohl kaum als vernachlässigbares Zubehör anzusehen. MaWin, lesen hilft: Dirk schrieb: > am ADC eines ATmega Er hat also einen µC eingeplant, da wäre ein DS18x20 durchaus in Betracht zu ziehen. Man kann auch über einen LM35 nachdenken (10mV/°C) und gegen die interne Referenz der ATMega messen. Vielleicht darf es auch ein PTC sein, KTY10, KTY82 ... gibt es eng toleriert. Wenn man einen µC mit genug Ausgängen hat, ist die oben genannte Eigenerwärmung auch einfach beherrschbar: In einer meiner Anwendungen mit NTC am AT328 habe ich ca. 3mA Querstrom, den schalte ich nur für eine Handvoll ms ein, wenn ich messen will.
Rainer V. schrieb: > Ja, die können einen Alarm ausgeben! Mal ind DaBla schaun... Ja, ich dachte an den TO92 3-pin, nicht an den grösseren.
Jester schrieb: >> Wenn Du mit "ppm-Bereich" Genauigkeiten von Millikelvin oder besser >> meinst, da dominieren heutzutage eindeutig PT25 un PT10. > > Quelle? > > Dominieren im Sinne von höherer Genauigkeit oder Kalibrierfähigkeit? Kalibriert wird über Temperaturfixpunkte. Da die Umrechnung von Platinwiderständen in Temperaturen ziemlich genau mathematisch definiert ist, kann man damit die Zwischenwerte ermitteln.
Klaus W. schrieb: > Es wurde zwar nicht danach gefragt, aber wenn die Schaltung einfach sein > soll, fällt mir DS1820 ein. > Nur als Idee. Mouser ruft für einen DS16B20 6,14€ auf. Finde ich unverschämt. Dabei ist das Teil mit einer max. Abweichung von 1 K noch nicht mal sehr genau. Für einen NTC mit 10K 1% (muRata NXRT15XH103) will Mouser 0,51€. Der Widerstandwert bei 15°C ist mit 14,674 kOhm gelistet. Einen 1% Festwiderstand davor und fertig ist die Laube. (Falls wer rechnen will: bei 20°C sind es 12,081 kOhm - ich komme ohne Abgleich auf 0,28 K Fehler, damit würd schon ein 8 bit ADC reichen)
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.