PT100 Berechnung der Temperatur @ Widerstand

donnerwetter, kann ich nur sagen. In 22 takten mehrere Floating Point 
Multiplikationen und eine Wurzel Berechnung, das ist Rekord. Aber das 
steht ja nicht dabei, welcher Prozessor das ist. Vielleicht ein IBM 
Vektorrechner mit vielen parallel laufenden Prozessoren?

mfg

kannst Du den übersetzten Assembler Code hier mal reinstellen? Bei 22 
takten kann das ja nicht viel sein.

mfg

THM wrote:
> Muss mich korrigieren, die Rechenzeit beträgt 1.38µs @ 16MHz.

Wohl eher 1.38 ms
Zumindest bewegt sich auf meinem Debugger die Zeit in diesem
Bereich. Was bei knapp 16000 verbrauchten Taktzyklen auch nicht
weiter verwunderlich ist.
Wurzel berechnen kostet nun mal seine Zeit.

Weiß gerade einer aus dem Stehgreif, wie der Compiler die Wurzel 
umsetzt? Das einzige Verfahren, das mir spontan einfällt ist das 
Heron-Verfahren und das braucht eine Division pro Approximationszyklus - 
und die muss auch erstmal dem Mega32 beigebracht werden...

Ich hätt's wahrscheinlich eher als Wertetabelle mit linearer 
Interpolation umgesetzt - oder kubisch, wenn's zu ungenau würde.

Können ja 'nen Contest draus machen, wer die schnellste Implementierung 
hinkriegt ;)=
(Macht natürlich nur Sinn, wenn die aktuelle Messlatte wirklich bei 
16000 liegt)

mehrere messungen in einer Schleife laufen lassen und die Ergebnisse 
über RS232 an PC senden und speichern. Und Uhrzeit jede sek. übertragen. 
Aus dem Abzählen der Übertragungen zwischen den Sekunden kann man die 
Rechenzeit berechnen. Das geht allerdings nur, wenn der RS232 keinen 
Engpaß darstellt.
Aber zwischen 2 µs und 230µs ist schon ein Riesenunterschied und man 
sollte auch die Glaubhaftigkeit anhand der Assemblerliste überprüfen. 
Deshalb hatte ich ja danach gefragt.

mfg

Was die Zeitmessung angeht: Die Dauer der Wurzelberechnung ist 
vermutlich stark vom zu berechnenden Wert abhängig. Kann auch ein Grund 
sein, warum eure  Messungen so stark auseinanderlaufen.

> Double reicht dafür dicke.

Dafür reichen normalerweise auch die (32-bit) floats mit denen der avr 
rechnet.

> Die Genauigkeit bezieht sich auf den berechneten Widerstand, bei 400°C
> sind das ca. 0.3°C Abweichung. Meines erachtens noch tolerierbar.

Da müsste auch mit floats ein Fehler << 0.1 K rauskommen.
Allerdings sollte man sich auch nicht auf jede Tabelle verlassen!
Mal sinds 247.038 Ohm, mal 247.07 Ohm oder 247.092 Ohm bei 400 °C.
(247.092 Ohm sollte man mit der Standardformel bei 400 °C rausbekommen)

1

    // simple Look-up-Tabelle

2

    // Fehler sind afair +-0.05 °C 

3

    ushort PT100Pos[150 + 1];

4

    ushort PT100Neg[40];

5

6

    // ohm = Widerstand * 100

7

    // Ergebnis = Temperatur in °C * 100

8

    int R2Temp(int ohm) {

9

        int r100 = ohm / 100;

10

        int r100rem = ohm - r100 * 100;

11

        int r1, r2;

12

        int r3;        

13

        if (ohm >= 10000) {

14

            r1 = PT100Pos[r100 - 100];

15

            r2 = PT100Pos[r100 - 100 + 1];

16

        } else {

17

            r1 = PT100Neg[100 - r100];

18

            r2 = PT100Neg[100 - r100 + 1];

19

        }

20

        r3 = (r2 - r1) * r100rem;

21

22

        return r1 + r3 / 100;

23

    }

24

25

    // Tabellenerzeugung

26

    for (int res = 100; res < 250 + 1; res += 1) {

27

        PT100Pos[res - 100] = (ushort)(RTDOhmToTemp(100.0, res) * 100.0);

28

    }

29

    for (int res = 100; res > 60; res -= 1) {

30

        PT100Neg[100 - res] = (ushort)(-RTDOhmToTemp(100.0, res) * 100.0);

31

    }

247.092 Ohm
http://grundpraktikum.physik.uni-saarland.de/scripts/Platin_Widerstandsthermometer.pdf
247.04 Ohm
http://www.temp-web.de/cms/front_content.php?idcat=214

Kommt davon wenn man sowas aus dem Kopf postet...
Also noch mal das ganze

1

// int = 32-Bit 

2

// short = 16-Bit

3

// Tabellenerzeugung

4

void CreateTableUShort(void) {

5

    for (int res = 100; res < 250 + 1; res += 1) {

6

        PT100Pos[res - 100] = (ushort)(RTDOhmToTemp(100.0, res) * 100.0);

7

    }

8

    for (int res = 100; res > 60; res -= 1) {

9

        PT100Neg[100 - res] = (ushort)(-RTDOhmToTemp(100.0, res) * 100.0);

10

    }

11

}

12

13

int R2TempUS(ushort res) {

14

    ushort r100 = res / 100;

15

    ushort r100rem = res - r100 * 100;

16

    ushort r1, r2;

17

    int r3;

18

    if (res >= 10000) {

19

        r1 = PT100PosUS[r100 - 100];

20

        r2 = PT100PosUS[r100 - 100 + 1];

21

        r3 = (r2 - r1) * r100rem;

22

        return r1 + r3 / 100;

23

    } else {

24

        r1 = PT100NegUS[100 - r100];

25

        r2 = PT100NegUS[100 - r100 - 1];

26

        r3 = (r2 - r1) * r100rem;

27

        return -(r1 + r3 / 100);

28

    }

29

}

30

31

32

// Variante bis ~320 °C und signed short

33

void CreateTableShort(void) {

34

    for (int res = 100; res < 220 + 1; res += 1) {

35

        PT100PosS[res - 100] = (short)(RTDOhmToTemp(100.0, res) * 100.0);

36

    }

37

    for (int res = 100; res > 60; res -= 1) {

38

        PT100NegS[100 - res] = (short)(RTDOhmToTemp(100.0, res) * 100.0);

39

    }

40

}

41

42

short R2TempS(short res) {

43

    short r100 = res / 100;

44

    short r100rem = res - r100 * 100;

45

    short r1, r2;

46

    short r3;

47

    if (res >= 10000) {

48

        r1 = PT100PosS[r100 - 100];

49

        r2 = PT100PosS[r100 - 100 + 1];

50

    } else {

51

        r1 = PT100NegS[100 - r100];

52

        r2 = PT100NegS[100 - r100 - 1];

53

    }

54

    r3 = (r2 - r1) * r100rem;

55

56

    return r1 + r3 / 100;

57

}