Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik lineare Kennlinie nachbilden?


von Dieter H. (kyblord)


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Hallo,

ich würde gerne wissen, ob es möglich ist und wie mittels analoger 
Schaltungstechnik diese lineare Kennlinie ungefähr nachzubilden:


Sie soll bei ca. 5°C eine Spannung von 0.7V liefern, bei ca. 70°C soll 
die Spannung 0V sein. Am liebsten wäre mir ein Widerstandsnetzwerk. 
Verwendet kann werden ein PTC oder NTC oder mehrere, falls es was 
bringt.

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von W.S. (Gast)


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Dieter H. schrieb:
> Verwendet kann werden ein PTC oder NTC oder mehrere, falls es was
> bringt.

Na dann nimm dir mal die Steinhart-Hart Formel her und krame deine 
mathematischen Kenntnisse hervor.

W.S.

von Alois (Gast)


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W.S. schrieb:
> Na dann nimm dir mal die Steinhart-Hart Formel her und krame deine
> mathematischen Kenntnisse hervor.

Ohne Dieter zu nahe treten zu wollen, vermute ich jedoch, dass sein 
mathematisches Handwerkszeug vielleicht nicht ausreichen könnte, das 
Problem rein analythisch anzugehen ...

Für Dieter hätte ich u.U. einen Vorschlag, der mit etwas Fleiß durchaus 
zum Erfolg führen konnte ...

Aber zunächst die Frage: Dieter, kannst du mit einem Simulator wie 
LTspice umgehen? Schrecken dich Texte wie 
http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/therm_model1/therm_model1.htm? 
Ehrliche Antwort bitte.

Alois

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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W.S. schrieb:
> Dieter H. schrieb:
>> Verwendet kann werden ein PTC oder NTC oder mehrere, falls es was
>> bringt.
>
> Na dann nimm dir mal die Steinhart-Hart Formel her und krame deine
> mathematischen Kenntnisse hervor.
Nichts leichter als das - auch für jeden Anfänger. Oder möchte hier 
jemand vor einem Anfänger mit seinen theoretischen "Grundkenntnissen" 
glänzen?

Zum Thema: Ist dir bekannt, dass es Temperatursensoren als kleine ICs, 
z. B. im Transistorgehäuse, gibt, die von Haus aus schon eine lineare 
Kennlinie haben, sodass man mit wenig zusätzlicher Elektronik relativ 
einfach auch eine lineare, negative Kennlinie erzeugen können?

Dazu müsste aber eine Betriebsspannung für diese Elektronik zur 
Verfügung stehen. Aber das muss sie sowieso, denn mit einem beliebigen 
Netzwerk aus NTCs, PTCs und anderen passiven Bauteilen kannst du 
niemals(!) 0 V erreichen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Dieter H. schrieb:
> ich würde gerne wissen, ob es möglich ist und wie mittels analoger
> Schaltungstechnik diese lineare Kennlinie ungefähr nachzubilden:

Ungefähr? Vielleicht.

> Sie soll bei ca. 5°C eine Spannung von 0.7V liefern, bei ca. 70°C soll
> die Spannung 0V sein. Am liebsten wäre mir ein Widerstandsnetzwerk.

Wenn du nicht gerade eine negative Spannung bereitstellen kannst, dann 
wirst du die 0V nicht erreichen. Allenfalls asymptotisch. Aber das ist 
dann a) nicht mehr linear und b) nicht bei 70°C.

von Murmeltier (Gast)


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0,7 V über 65 K macht 10,7 mV/K.
Würdest du dich auch mit einer Steigung von 10 mV/K zufrieden geben?

Dann kann man nämliche out-of-the-box einen LM35 nehmen.

Dann noch einen investierenden OPV dahinter und bisschen den Offset 
dahinzubbeln.

von Andre G. (andgst01)


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Murmeltier schrieb:

> Dann noch einen investierenden OPV dahinter.

In was investiert der denn?
In Halbleiter?
Bitcoins?

;-)

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ist das ein linearer Temperatursensor (ein IC), oder irgendeine krumme 
Kennlinie mit NTC oder PTC?
Die Gerade mit einem OP so verlaufen zu lassen ist simple 
Schaltungstechnik. Krumme Linien zu begradigen, z.B. mit Diodennetzwerk 
ist etwas komplizierter.

Ich würde z.B. aus dem Programm von Analog Devices einen linearen Sensor 
heraussuchen.
https://www.analog.com/en/products/sensors-mems/temperature-sensor-control-devices/analog-temperature-sensors.html

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Dieter H. schrieb:
> Am liebsten wäre mir ein Widerstandsnetzwerk.

Man kann einen NTC durch die Serienschaltung mit einem Festwiderstand
und zwei geeigneten Versorgungsspannungen linearisieren, wenn sich die
Kennlinie des NTC innerhalb des gewünschten Temperaturbereichs
hinreichend genau durch eine Hyperbel (Kehrwertfunktion mit Offsets in T
und R) annähern lässt.

Ich habe als Beispiel mal diesen NTC genommen und dessen Kennlinie aus
der Tabelle im Datenblatt kopiert:

  https://www.tme.eu/de/details/ntcm-5k-b3470/ntc-mess-thermistoren-tht/sr-passives/

Das erste Diagramm zeigt die Kennlinie des RTC, das zweite die
Ausgangsspannung des Spannungsteilers.

von Dieter H. (kyblord)


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Perfekt! Wie einfach es doch gehen kann :)

von kennlernlinie (Gast)


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Dieter H. schrieb:
> ich würde gerne wissen, ob es möglich ist und wie mittels analoger
> Schaltungstechnik diese lineare Kennlinie ungefähr nachzubilden:

Zu welchem genauen Zweck denn? (Bitte ausführlich, daß auch klarer
wird, was "ungefähr" präzise bedeutet: "WIE ungefähr genau?" Und
noch vieles mehr.)

Denn so "schön" auch Yalus Lösung ist, vielleicht (gar nicht sehr
unwahrscheinlich) hats hier einen Fall folgender ungefährer Art:

Ratsucher gedenkt, für Problemstellung U Ansatz V zu verwenden -
sucht deshalb einzig und allein nach Möglichkeit W, um Ansatz V zu
verwirklichen.

Ansätze X, Y, oder Z wären allesamt viel einfacher und/oder sogar
noch besser (vielleicht sogar billiger...) gewesen - aber weil
den Ratgebern Problemstellung X leider nicht mitgeteilt wurde, ...

von kennlernlinie (Gast)


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Es wäre sogar denkbar, daß Möglichkeit W den Ansatz V gar nicht
verwirklichen läßt. Oder daß Ansatz V sowieso nicht ausreicht bzw.
überhaupt zu Problemstellung U "paßt".

Ist natürlich Deine Sache, @Dieter - ausprobieren geht auch.

von kennlernlinie (Gast)


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kennlernlinie schrieb:
> aber weil
> den Ratgebern Problemstellung X leider nicht mitgeteilt wurde, ...

Oha - da habe ich Dir versehentlich ein X für ein U vorgemacht.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Yalu X. schrieb:
> NTC durch die Serienschaltung mit einem Festwiderstand
> und zwei geeigneten Versorgungsspannungen linearisieren, wenn sich die
> Kennlinie des NTC innerhalb des gewünschten Temperaturbereichs
> hinreichend genau durch eine Hyperbel (Kehrwertfunktion mit Offsets in T
> und R) annähern lässt.

Mal interessehalber: wo kommt die 'Delle' bei 50°C/0,2V her?

: Bearbeitet durch User
von Dieter H. (kyblord)


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Hab ich mir auch schon überlegt. Das sieht so aus als, ob es hochgehen 
würde. Geht aber runter. Das liegt an der Interpolation. Der Datensatz 
liegt im Datenblatt vor (als Tabelle) und Matlab interpoliert linear 
zwischen den Punkten, wenn man plotet.

Mit der Kennlinie will ich eine Lüfterkennlinie realisieren.
Funktioniert auch ganz gut. Ist halt ne Lüfterkennlinie analog.
Sprich: Bei 40°C fängt der Lüfter an hochzudrehen, bei 70°C geht der ins 
Maximum.
Die minimale Drehzahl liegt für T<40°C an. Am Anfang gebe ich die volle 
Spannung drauf, dass der Lüfter losdreht. Wollte mal sehen, wie das 
analog gemacht werden kann.

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Mohandes H. schrieb:
> Mal interessehalber: wo kommt die 'Delle' bei 50°C/0,2V her?

Sehr gut beobachtet! Diese Unregelmäßigkeit ist auch schon in der 
Tabelle im Datenblatt zu sehen. Da die anderen Einträge in derselben 
Zeile in ähnlicher Weise daneben liegen, handelt es sich vermutlich 
nicht um einen Tippfehler. Evtl. wurden versehentlich die Werte für 
49,5°C statt für 50,0°C eingetragen.

von Carlo (Gast)


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von Carlo (Gast)


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