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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperaturmessung mittels PTC am ADC


Autor: PoWl (Gast)
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Hi...

Ich habe hier einen KTY 81-110 rumliegen. Diesen wollte ich an eine 
Konstantstromquelle anschließen und den Spannungsabfall am ADC messen.

Jetzt hab ich aber ein paar Fragen dazu.

http://www.sprut.de/electronic/temeratur/temp.htm#ptc

Diese Seite habe ich mir zu rate gezogen. Wie ich der Erklärung 
entnommen habe  bedeutet der TK Wert von 0,79 dass der Widerstand um 
0,79% pro Kelvin abnimmt. Wenn ich mir hierzu aber mal eine kleine 
Exponentialfunktion bastel krig ich für 100° irgendwas mit 1800 Ohm 
raus, was ja nicht stimmt. Ausserdem verwirrt mich die Formel auf der 
oben genannten Seite. Wie kommt man auf diese komische Formel? Wo kommt 
dieses b her? Ist die beschreibung von TK so denn nicht richtig?

Naja meinetwegen. Der Nichtlinearität wollte ich entgegenwirken in dem 
ich mir geeignete Tabellen in Excel erstelle und in den AVR lade. Nun 
hab ich aber eine Frage zum Messbereich. Da ich erst ab 0 oder mehr ° 
messen möchte entsteht an meinem ADC mindestens mal eine Spannung von 
0,8V oder so. Allerdings ist die untere Referenzspannung ja Masse. Die 
obere lässt sich an Vref anlegen. D.h. allerdings doch auch dass ich von 
meinen 1024 Bits schonmal ettliche nur für die 0,7V verschenke die noch 
garnicht meinen zu messenden Temperaturbereich abdecken. Was macht man 
hier?

mfg Paul H.

Autor: PoWl (Gast)
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hubsa, hab diese formel grade als polynom 2. grades erkannt.. allerdings 
blick ich immernoch nicht so ganz wieso das denn eine quadratische 
funktion und keine exponentialfunktion ist wenn sich der widerstand doch 
pro kelvin um einen gewissen prozentsatz ändern soll

und wo hat der diese werte her, gemessen und errechnet? ausm internet?

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Du misst ja mit dem ADC nicht den Widerstand, sondern die am 
Spannungsteiler abgegriffene Spannung.

Für den Normal-Temperaturbereich habe ich mit einem Heißleiter gute 
Erfahrung gemacht. Der ADC (Mega48, interne Referenz) nutzt dabei nur 8 
Bit, die als Index auf eine Tabelle mit den Temperaturwerten dienen.

Der Heißleiter hat 24k, der Vorwiderstand nach +5V hat 110k.

...

Autor: Florian Demski (code-wiz)
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PoWl wrote:
> Diese Seite habe ich mir zu rate gezogen. Wie ich der Erklärung
> entnommen habe  bedeutet der TK Wert von 0,79 dass der Widerstand um
> 0,79% pro Kelvin abnimmt.

http://www.ortodoxism.ro/datasheets/philips/KTY81-...

Der TC ist mit 0,79%/K für 25° angegeben. Es handelt sich übrigens um 
einen PTC = Kaltleiter. Der Widerstand nimmt zu und nicht ab.

http://de.wikipedia.org/wiki/Kaltleiter

Man achte auf Fig. 3 des Datenblattes.

Die Formel von sprut versucht, die Kurve durch eine Parabel zu 
approximieren.

Wenn wir die Formel aus der Wikipedia benutzen:

R = R0 * e ^ ( b * (T - T0) )

können wir für T = 100°C, T0 = 25°C R = 1696 Ohm, R0 = 1000 Ohm

b = ln( R / R0 ) / ( T - T0 )

auf 0.007043634 * (1/K) bestimmen.

Das sind eben genau die 0,7%/K.

Autor: PoWl (Gast)
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Danke für die schnellen Antworten.

Ja natürlich messe ich nicht den Widerstand direkt :-) Der ADC misst ja 
eigentlich nur die Spannung zwischen Masse und seinem Eingang im Bereich 
Masse bis Vref.

Angenommen die Spannung schwankt im Bereich 0,7V bis 1,7V. Dann kann ich 
mittels eines Spannungsteilers Vref mit 1,7V belegen. Mein ADC liefert 
mir dann für 1,7V den maximalen Wert.

Bei 0,7V sieht es doch aber anders aus. Ich messe nun in einem Bereich 
von 0V bis 1,7V. D.h. die ganzen 10Bit Auflösung des ADC sind diesem 
Bereich zugeordnet. Eine nicht schwache Menge davon liegen natürlich 
auch im Bereich 0V bis 0,7V. In diesen Messbereich komme ich aber 
niemals rein, d.h. diese Auflösungsschritte werden niemals genutzt. Der 
ADC liefert mir dann schon für 0,7V einen Wert von ca. 420.

Könnte ich nun die untere Referenzspannung im AVR anheben auf 0,7V 
lieferte mir der ADC für 0,7V einen Wert von 0 und für 1,7V einen Wert 
von 1023. Somit hätte die Temperaturmessung eine bessere Auflösung.

Zugegeben ich sehe gerade dass ich hier immernoch eine Auflösung von 
0,2° erreichen kann aber ist trotzdem verschwendung ;-)

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

AVRs haben keine untere Referenzspannung. Möglich wäre allerdings eine 
Differenzmessung. Kommt aber auf den verwendeten AVR an.

MfG Spess

P.S. Die Referenzspannung kann auch nicht beliebig klein gemacht werden.

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Kann es sein, dass Deine Ansprüche zu hoch sind?

Meine Schaltung (24k-Heißleiter (also NTC) mit 110k-Vorwiderstand) habe 
ich oben bereits genannt. Bei interner Referenz von 1,1V des Mega48 
erreiche ich über den Temperaturbereich von 10°C bis 80°C ADC-Werte 
(8-Bit!!!) von 100 (80°C) und 255 (10°C). Das sind 156 Stufen für 70° 
Differenz, was will man mehr? Zudem die "Genauigkeit" eh nur 
vorgetäuscht ist, wenn's "genau" sein soll, dann nimm digitale 
OWI-Sensoren (z.B. DS1820-Familie).

...

Autor: nobody (Gast)
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Autor: PoWl (Gast)
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Naja ok das kann schon sein ;-) sobald ich mein neues projekt fertig 
habe mach ich mich mal an die temperaturmessung mit dem KTY ran^^

so einen digitalen sensor bestell ich mir irgendwann auch mal.

danke für die antworten.

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