Verstärkung von OPV beeinflussen

OP #7881628
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Hallo Zusammen, Ich möchte gerne einen PT1000 (3,85Ω/1°C) mit dem Arduino auswerten. Der Spannungsteiler ist mit dem PT1000 und R2 (15k6, da Strombelastung des PT1000 mit 0,3mA @ 1000Ω angegeben). Mein Messbereich ist zwischen -20°C bis +100°C, was einer Spannungsdifferenz am Spannungsteiler von ca. 0,13V entspräche, wodurch der ADC eine Änderung erst ab 4,51°C erkennen würde (das Arduino Nano hat einen 10 Bit ADC -> 120°C/0,13V5V/1023=4,51°C). Da das für mich nicht sehr zufriedenstellend ist, will ich das Signal mit Faktor 39 verstärken, sodass ich eine Spannungsdifferenz von 0,1339 = 5V am ADC hätte (Zahlen sind hier alle optimistisch gerundet). Dafür habe ich mir eine OPV-Schaltung überlegt, die mir mittels R4 dann eine Differenzverstärkung von 39 ermöglichen sollte. Doch wie dimensioniere, bzw. berechne ich R4? R1(=R2=15k6);R3(923R= PT1000 @ -20°C) sind ein Spannungsteiler für die Referenzspannung U_REF, damit ich bei -20°C am OPV eine Differenz (U_D) = 0 und somit (bei einer Verstärkung von 39) bei 100°C U_A=5V hab, also meinen Messbereich vollständig ausgenutzt...

Abgesehen von diesem Projekt versuche ich gerade verschiedene OPV-Schaltungen zu verstehen, weshalb meine Schaltung so vielleicht nicht die beste ist... ich bin aber natürlich gewillt das zu verstehen, also seid in den Erklärungen bitte nachsichtig mit mir

Ich hoffe ich habe mich in meiner laienhaften Unwissenheit einigermaßen verständlich ausgedrückt und mir nicht selber zu oft widersprochen Freue mich über jede Hilfe Benni

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#7881640
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Philjamin schrieb:

Doch wie dimensioniere, bzw. berechne ich R4?

R4 bestimmt doch den Verstärkungsfaktor und arbeitet gegen den Widerstand des Spannungsteilers R1:R3.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

Siehe "Beispielrechnung zur ratiometrischen Temperaturmessung mit Platinwiderstandssensoren" und die Möglichkeiten zur Dreileiter oder Vierleitermessung.

#7881654
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Philjamin schrieb:

damit ich bei -20°C am OPV eine Differenz (U_D) = 0 und somit (bei einer Verstärkung von 39) bei 100°C U_A=5V hab, also meinen Messbereich vollständig ausgenutzt...

Das funktioniert nicht, weil bei U_D=0 die Ausgangsspannung des OPV nicht null ist, sondern gleich der Spannung über R3 bzw. dem PT1000, in deinem Fall etwa 280mV. Du kannst also nur den Bereich von 280mV...5V nutzen (dabei R4=33k).

Um bei -20°C auf 0V am Ausgang zu kommen, müsste R3950Ohm sein und für 5V bei 100°C R436k.

#7881815
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Philjamin schrieb:

Ich möchte gerne einen PT1000 (3,85Ω/1°C) mit dem Arduino auswerten.

Das habe ich vor über 15 Jahren auch so mit einem PT1000 gemacht. Meine Zimmertemperaturen werden immer noch so ermittelt.

Damit die Messungen ziemlich genau werden ist ein gewisser Aufwand zu betreiben. Ich habe hier mit zwei präzisen Konstantstromquellen gearbeitet. Der Meßwiderstand hat 0,1% Toleranz, usw..

Da Du mit einem Ardurino arbeitest nehm doch einfach den MCP9808. Der Sensor hat sehr gute Werte und kostet 1,50 €. Für einen guten PT1000 mußt Du schon mehr bezahlen.

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/temperatursensor_msop-8-137341 mfg Klaus

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