Hallo, Ich versuche gerade, einen PT1000 zu verwenden, um die Temperatur in einem Bereich von 0-400°C zu messen. Ich habe ein Tutorial gefunden, um einen Messwadnler (https://www.aeq-web.com/pt1000-temperature-sensor-arduino-lm358-messwandler/) mit dieser Schaltung zu bauen (siehe Bild). Ist es möglich, die Temperatur bis zu 400°C zu messen oder muss ich andere Widerstände verwenden? Ich muss den Messwandler bauen, weil es eine Aufgabe für die Universität ist, ihn so einfach wie möglich zu bauen. Ich verwende einen Arduino uno, wie im Beitrag. Vielen Dank für Ihre Hilfe!
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Hemdo schrieb: > Ist es möglich, die > Temperatur bis zu 400°C zu messen oder muss ich andere Widerstände > verwenden? Rechne doch mal nach! Oder sollen wir Dir jetzt erklären, was Du in Deinen Taschenrechner eingeben sollst? Wenn dem so ist, dann solltest Du auch ruhig durchfallen ... Gruß Jobst
Hemdo schrieb: > Ist es möglich, die > Temperatur bis zu 400°C zu messen oder muss ich andere Widerstände > verwenden? Andere.
Tut mir leid für meine Unwissenheit. Ich bin sehr neu auf dem Gebiet und auch sehr verloren. Ich möchte nicht wissen was ich eingeben muss. Aber wie oder was genau muss ich das berechnen?
Hemdo schrieb: > Aber > wie oder was genau muss ich das berechnen? Mach doch mal Vorschläge. Was könnte bei 400°C interessant sein, wenn man die Schaltung durchrechnen möchte? Gruß Jobst
Ich hätte jetzt spontan erstmal den Widerstandswert des Pt1000 gesagt, also wie groß ist der Widerstand des Pt1000 bei 400°C (Anhand von einer Tabelle ablesen, ist ja genormt) Oder bin ich komplett daneben?
Hemdo schrieb: > Ich hätte jetzt spontan erstmal den Widerstandswert des Pt1000 gesagt, > also wie groß ist der Widerstand des Pt1000 bei 400°C (Anhand von einer > Tabelle ablesen, ist ja genormt) Und? Hast Du die Tabelle im INet gefunden? Oder musst Du vorher erst einen Grundkurs:"Bedienung von Suchmaschinen" abschliessen?
Den Widerstandswert zu kennen bringt Dich einen Schritt weiter. Mag sein, dass es auch Tabellen gibt, normalerweise rechnet man mit dem Koeffizienten. Wie groß ist er und wie gehst Du weiter vor? Gruß Jobst
Ja natürlich habe ich eine Tabelle gefunden. Anstatt hier so aggressiv zu antworten könntet ihr mir doch einfach versuchen zu helfen. Ich stehe offensichtlich auf dem Schlauch und wende mich an euch für eure Hilfe. Warum denn so unnötige Beiträge? Wenn ihr meine Frage als unnötig anseht schön und gut, dann müsst ihr mir nicht antworten
Hemdo schrieb: > Ich stehe > offensichtlich auf dem Schlauch und wende mich an euch für eure Hilfe. Du stehst auf dem Schlauch, wenn Du Werte aus einer Tabelle auslesen musst?
Der Widerstand bei 400°C liegt bei 2470,92 Ohm. Der für 0°C offensichtlich bei 1000 Ohm. Wie genau es weiter geht ist eine gute Frage. Da müsste ich mal überlegen
Hemdo schrieb: > Der für 0°C > offensichtlich bei 1000 Ohm. Deshalb heißt das Ding Pt1000 Hemdo schrieb: > Wie genau es weiter geht ist eine gute Frage. Da müsste ich mal > überlegen Also, die anderen Widerstände hast Du ... Du hast 2 Spannungsteiler, einer davon belastet bzw. gegengekoppelt durch den OPV. Wie sind die Spannungen? Gruß Jobst
Hemdo schrieb: > Der Widerstand bei 400°C liegt bei 2470,92 Ohm. Der für 0°C > offensichtlich bei 1000 Ohm. > > Wie genau es weiter geht ist eine gute Frage. Da müsste ich mal > überlegen Wenn Du lange genug überlegt hast, kannst Du uns ja das Ergebnis Deiner Überlegungen mitteilen. Kleiner Tip: Du solltest mehr Werte aus Deiner Tabelle in dem Bereich, wo Du messen willst, ablesen.
Harald W. schrieb: > Kleiner Tip: Du solltest mehr Werte > aus Deiner Tabelle in dem Bereich, wo Du messen willst, ablesen. Um zu erfahren, ob die Schaltung bis 400°C reicht, reicht der Grenzwert aus. Edit: Danach kann er den Vorgang nochmal mit anderen Werten durchspielen. Gruß Jobst
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Hemdo schrieb: > Ich muss den Messwandler bauen, weil es eine Aufgabe für die Universität > ist, Darf ich fragen, an welcher Uni du studierst? Welcher Fachbereich? Welches Semester?
Jobst M. schrieb: > Um zu erfahren, ob die Schaltung bis 400°C reicht, reicht der Grenzwert > aus. Stimmt, ich habe versäumt, die Verstärkung des OPVs nachzurechnen. Bei Ub 5V wird das wohl etwas knapp. Aber ich habe sowieso den Eindruck, das es beim TE nicht nur bei der Dimensionierung einer einfachen OP-Verstärkerschaltung hapert.
Harald W. schrieb: > Aber ich habe sowieso den > Eindruck, das es beim TE nicht nur bei der Dimensionierung einer > einfachen OP-Verstärkerschaltung hapert. Ich habe vorher noch nie mit Sensorik oder Arduinos gearbeitet. Wie kann man denn so abgehoben sein? Ist ja schön und gut, wenn du alles besser weißt. Ja ich habe keine Ahnung davon, aber ich lese mich ein und habe die Berechnung nicht verstanden. Ist das so schwer zu verstehen, dass es Menschen gibt, die Probleme damit haben? Ich werde mich hier ausklinken und woanders Hilfe suchen. Trotzdem danke an Jobst, der wenigstens versucht hat mir zu helfen, die Ansätze werde ich weiter verfolgen.
Hemdo schrieb: > Wie kann > man denn so abgehoben sein? Ist hier Standard. Kevin M. schrieb: > https://learn.adafruit.com/adafruit-max31865-rtd-pt100-amplifier/arduino-code Alternativ bau das ganze mal in LT-Spice nach. Ohne nachzurechnen würde ich sagen, dass die Verstärkung deiner Schaltung zu hoch ist. Und bedenke, dass OpAmps nie ganz gegen V+/V- am Ausgang kommen, auch wenn sie einen Common Mode Bereich haben der diese einschließt.
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Kevin M. schrieb: > Ohne nachzurechnen würde > ich sagen, dass die Verstärkung deiner Schaltung zu hoch ist. Mir ist nicht klar, ob das überhaupt ein Verstärker ist. Ich sehe eher einen Komparator mit Hysterese, wegen R1.
Nein, ich gebe nicht auf. Ich habe nur keine Lust mir eure Kommentare durchzulesen, die meiner Meinung nach darauf abzielen, euch als was besseres darustellen, nur weil ihr Ahnung von Arduinos habt. Es gibt noch andere Foren, auch auf Englisch, in denen die Leute nicht so abgehoben sind wie hier.
Hemdo schrieb: > Ich habe vorher noch nie mit Sensorik oder Arduinos gearbeitet. Den Aduino brauchst Du nur für die Umrechnung von Spannungen zu angezeigten Temperaturzahlen. Zuerst einmal muss das analoge Frontend arbeiten. Die Verstärkung von OPV-Schaltungen kann man per einfacher Dreisatzberechnung durchführen. > Wie kann man denn so abgehoben sein? Hier geht es um einfachste Berechnungen. Die sind nun wirklich nicht "abgehoben". > Ja ich habe keine Ahnung davon, aber ich lese mich ein und habe > die Berechnung nicht verstanden. > Ist das so schwer zu verstehen, dass es Menschen gibt, > die Probleme damit haben? Von was hast Du denn Ahnung? Dein Problem ist eher auf dem Niveau eines Lehrlings in einem Elektronikberuf; Du bist aber anscheinend an einer UNI? Ich habe übrigens kein Abitur. "Abgehoben" wird es für mich, wenn es um Differentialgleichungen und Z-Transformation geht.
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Manfred schrieb: > Ich sehe eher > einen Komparator mit Hysterese, wegen R1. Ähm, nein. Wo soll das die Hysterese sein. Dazu benötigt man eine Mittkopplung. Hemdo schrieb: > Ich habe nur keine Lust mir eure Kommentare > durchzulesen, die meiner Meinung nach darauf abzielen, euch als was > besseres darustellen, nur weil ihr Ahnung von Arduinos habt. Ahnung und Arduinos sind eigentlich Gegensätze ... ;-) Nun sei doch nicht so empfindlich. Gruß Jobst
Hemdo schrieb: > Ist es möglich, die Temperatur bis zu 400°C zu messen oder muss ich > andere Widerstände verwenden? Na ja, was hält dein Pt1000 aus ? Nicht jeder schafft 400 GradC. Deine Schaltung müsste dann knapp 5V liefern, das schafft der LM358 nicht. Er ist zudem dermassen ungenau, dass die Messung um bis zu 5 Grad abweicht. Mit einem präziseren Rail-To-Rail OpAmp wie MCP606 geht das dann, mit AD8671 sogar besser als 0.1 Grad. Neuberechnung: https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32 Darin finden sich Excel-Spreadsheets inklusive Linearisierungwiderstand und Fehlerbetrachtung.
Hemdo schrieb: > Ich habe nur keine Lust mir eure Kommentare > durchzulesen, die meiner Meinung nach darauf abzielen, euch als was > besseres darustellen, nur weil ihr Ahnung von Arduinos habt Dass Arduino damit nichts zu tun hat, hat Harald ja schon gesagt. Es ist nur hier für niemanden klar, ob Du irgendwas mit Elektro/Mechatronik/Sensorik studierst (dann sind die Hinweise hilfreich) oder Maschinenbau/Architektur/Ökotrophologie. Da kann man Spannungsteiler oder OPV nicht voraussetzen und jemand hätte die Rechnung oder einen Link dazu gepostet.
Tatsächlich studiere ich Chemie und brauche den Sensor für eine Anlage. Deshalb habe ich 0 Ahnung davon und hatte auch keine Fächer in diesem Bereich. Es ist alles Neuland, aber wurde ja schon oft genug gesagt...
Hallo Hemdo, habt Ihr keine Übungsgruppe, in der Du die Aufgabe besprechen kannst? Irgendwo müssen ja die Grundlagen erlernt worden sein. Für die Aufgabe brauchst Du ein paar Kenntnisse. Verstehst Du Spannungsteiler, bzw. wie man die Spannung an einem Spannungsteiler berechnet? Verstehst Du das Funktionsprinzip eines Operationsverstärkers?
Übungsgruppe gibt es leider nicht, da es sich um eine Projektarbeit handelt. Meine Betreuer hat auch nicht wirklich eine Ahnung und meinte ich solle mich da einlesen. Spannungsteiler habe ich denke ich verstanden, habe mit Videos und Internetseiten dazu angeschaut, die Berechnung habe ich mir mit Formeln schon niedergeschrieben. Wie genau ein Operationsverstärkers weiß ich nicht, nur dass er das eingehende Signal verstärkt.
Hemdo schrieb: > Tatsächlich studiere ich Chemie. Deshalb habe ich 0 Ahnung davon > und hatte auch keine Fächer in diesem Bereich. Ach, und das Fach Physik gibts bei Euch nicht?
Wärst du an einer Uni gewesen, dann wüsstest du, was man im Fach Physik macht. Ganz bestimmt nicht Spannungsteiler und arduino. Zumindest nicht an meiner Uni. Das ist eher Bereich Elektrotechnik 1, ein Fach was ich nicht belegt habe, weil ich es nicht für Chemie brauche.
Da Du offensichtlich noch immer mitliest: 1. Spannung am positiven Eingang des OPV berechnen. Spannungsteiler R2 und PT1000. 2. Negativer Eingang des OPVs hat die selbe Spannung, da er über R4 gegengekoppelt ist. 3. Das ist auch die Spannung über R3. Strom durch R3 berechnen. 4. 5V - UR3 ist UR1. 5. IR3 = IR1 + IR4 6. UR4 + UR3 ist die Ausgangsspannung. Ab dafür ... Gruß Jobst
Und wie kommt dann die UNI darauf die Ausführung gerade DIR Fachfremdes zu übergeben? Und dann war da noch: >Ich muss den Messwandler bauen, weil es eine Aufgabe für die Universität >ist, ihn so einfach wie möglich zu bauen. Da fällt ja schomal der Arduino komplett weg und ein Zeigerinstrument kommt ins Spiel...
Er will eh keine Lösung und Beiträge lesen schon garnicht.... Wenn dir das nicht gefällt: Kevin M. schrieb: > https://learn.adafruit.com/adafruit-max31865-rtd-pt100-amplifier/arduino-code Und du es einfach willst und bei euch keiner Ahnung hat, kauf halt was fertiges.... Z.B. folgendes: https://www.sensorshop24.de/elektronische-temperaturanzeige-fuer-pt100-inkl-kabelfuehler-6mm Gibts auch mit anderen Fühlern und auch von anderen Anbietern. So schwer kann das ja wohl nicht sein.
Hallo Hemdo, der Satz "Der LM385 vergleicht jetzt beide Spannungen und gibt den Spannungsunterschied über den Pin 1 an den Arduino weiter." aus Deiner Quelle ist zu stark vereinfachend! Morgen geht es weiter.
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Wenn dahinter ADC und rechnen kommt, gehts notfalls auch quick & dirty: LTSpice installieren. Schaltung zeichnen, für den PT1000 eine Liste anlegen. Für den OP-Amp einen besseren single-supply nehmen, der wenigstens 0,25-4V am Ausgang erreicht. Durch den PT1000 weniger als 0,25mA fließen lassen (R1 20k an 5V). Verstärkung und Nullpunkt so auslegen, daß die 0,2V .. 4V ausreichen (R3, R5). Aus der Kurvenschar der Simulation die Werte für 0°C .. 400°C rauslesen und im Arduino als ADC-Werte für diese Temperaturen hinterlegen. Zwischenwerte durch Interpolation ausrechnen. Bei Stützpunkten in 50°C-Schritten wird das schon halbwegs genau.
https://de.wikibooks.org/wiki/Linearisierung_von_resistiven_Sensoren/_Pt100 Der PT1000 hat nur einen anderen Widerstand, funktioniert aber genauso. Und für alles gibt es fertige Rechner. https://www.electronicdeveloper.de/MesstechnikCalcRTD.aspx
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Ja, man kann hier eine Menge lernen, aber dann muss man das oberlehrerhafte Verhalten über sich ergehen lassen. Man Leute, ihr habt auch alle einmal angefangen und das Problem ist am Anfang immer größer, als man dass erwartet. Wenn man dann so weit ist und sich den Tietze & Schenk, dazu noch Art of Electronics rein zieht, dann weiß man erstmal, was man alles nicht weiß. Lasst die neuen Leute leben.
Hallo, Ich wollte noch einmal von vorne anfangen, da ich gestern etwas gereizt reagiert habe und wollte mich dafür entschuldigen . Ich bin lernwillig und habe mich eingelesen. Ich habe die Schaltung jetzt so verstanden: Die beiden spannungsteiler haben die selbe Spannung bei 0C. Wenn die Temperatur steigt, ändert sich pt1000 und die Spannungen sind nicht mehr gleich. Der Operationsverstäeker misst diesen Unterschied und gibt ihn verstärkt als Ausgangssignal aus. Ist das so korrekt? Nun habe ich gelesen, dass R4 dafür sorgt, dass diese Verstärkung durch eine Rückkopplung eingegrenzt wird. Heißt das in meinem Fall, dass ich jetzt R4 Berechnen muss sodass: Bei 400C am Ausgang des Operationsverstärkers eine Spannung von maximal 3,5V anliegt(da der lm358 anscheinend nur maximal so eine Spannung ausgeben kann) Somit hätte ich dann den Bereich abgedeckt der von 0-400C geht und eine Spannung is maximal 3,5 V ausgibt. Ist meine Überlegung so richtig?
Hemdo schrieb: > da der lm358 anscheinend nur maximal so eine Spannung > ausgeben kann Der LM358 ist für deinen Fall eher ungeeignet wie MaWin schon erklärt hat. Nimm einen neueren Rail-to-Rail OpAmp. Beitrag "Re: Arduino mit Pt1000 und 400°C Schaltung"
Nach meiner unmaßgeblichen Meinung ergibt sich folgender Zusammenhang, bezogen auf das Bild GANZ OBEN (Widerstände haben wohl zwischendurch ihre Bezeichung geändert): U0 = 5V * R3 /(R1+R3), die Spannung wenn es 0°C sind. Bei 0° kommen also NICHT 0V heraus! Die Verstärkung ergibt sich folgendermassen: Der invertierende Eingang bekommt U0 über einen Widerstand zugeführt. Dieser zuführende Widerstand ist eine Ersatzschaltung aus R1 und R3. Diese sind dabei parallel geschaltet. RE = R1*R3/(R1+R3). Die Verstärkung ist nun abhängig vom Verhältnis zwischen R4 und RE: V = 1+ R4/RE Wenn RE und R4 gleich sind ist die Verstärkung also 2 und nicht 1. Aus meiner Sicht ist die Schaltung nicht so ganz geeignet, die Ausgangsspannung hängt von den 5V ab. Wenn die sich ändern ändert sich auch die Ausgangsspannung bei gleicher Temperatur. Bin gespannt was nun kommt...
Thomas schrieb: > Aus meiner Sicht ist die Schaltung nicht so ganz geeignet, die > Ausgangsspannung hängt von den 5V ab Ja, das nennt man ratiometrisch und ist schlau, wenn sich auch der A/D Wandler auf diese 5V bezieht. Warum trägst du mit deiner Unkenntnis noch zusätzlich zur Verwirrung von Hemdo bei ? Warum liest du nicht selber vorher wie man es richtig macht ? Stimmt, du bist hier in bester Gesellschaft der maximal Ahnungslosen: Manfred schrieb: > Mir ist nicht klar, ob das überhaupt ein Verstärker ist. Ich sehe eher > einen Komparator mit Hysterese, wegen R1.
Hemdo schrieb: > ihn so einfach wie möglich zu bauen. Ich verwende einen Arduino > uno, wie im Beitrag. Einfach ist diese Schaltung: Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)" Im 2. Beitrag ist die .ino-Datei. Für einen RP2040 gibt es auch etwas in "Arduiono": Beitrag "PT1000 an RP2040-pico-Board"
Hemdo schrieb: > Ja natürlich habe ich eine Tabelle gefunden. Anstatt hier so aggressiv > zu antworten könntet ihr mir doch einfach versuchen zu helfen. Was bist du? Student oder technische Hilfskraft? Falls du Student bist, dann ist dir am meisten geholfen, wenn du Anregungen bekommst, die dich veranlassen, selber über das Ganze zu denken. Sowas wird vom Studenten verlangt und später wird es die Selbstverständlichkeit sein, um deretwegen du einen akademischen Grad zu erringen trachtest. Leute, denen man sagen muß, was sie zu tun haben, sind was anderes. Aber ich möchte dich an dieser Stelle auf etwas anderes hinweisen: Bedenke mal, daß bei 400°C gewöhnliches Lötzinn bereits geschmolzen ist. Von solcher Überlegung hängt die Konstruktion der Temperaturfühler ab. Ist ein ganz anderes Thema als nur die Konstuktion einer Lupenfunktion aus einem OpV und ein paar Widerständen nebst einem Arduino. Abgesehen davon halte ich derartige Schaltungen für nicht mehr zeitgemäß. Heutzutage gibt es hochauflösende ADC, mit denen man einen Widerstand sauber messen kann (Tip: ratiometrische Wandlung) und alles weitere ist nur noch Rechnerei, für die selbst ein Arduino völlig ausreicht. W.S.
Hemdo schrieb: > Der Operationsverstäeker misst diesen Unterschied und gibt ihn > verstärkt als Ausgangssignal aus. Ist das so korrekt? Ein OpV mißt garnix. Er hat lediglich eine normalerweise recht hohe Verstärkung und am Ausgang ergibt sich aus der Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingängen dann eine um die Verstärkung größere Spannung als besagte Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen. Aber dadurch, daß es eine Rückkopplung zum E- über den R4 gibt, ändert sich die Spannung am E- soweit, daß die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen weitestgehend reduziert ist und nur noch ein kleiner Rest (Ausgangsspannung/Verstärkung) übrig bleibt. Die tatsächliche Verstärkung der Schaltung ergibt sich also weitestgehend aus der Dimensionierung der besagten Rückkopplung. Siehe auch Kirchhoffsche Gesetze. W.S.
Was soll die bescheuerte Schaltung mit einem LM358 ? Klopp den Mist in eine Tonne. Der Offset und die Drift sind viel zu hoch. Ein sinnvoller Ansatz ist ein einzelner Spannungsteiler, zB PT1000, 10k 0.1%, an einer Referenz, zB 2.5V, an einem AD7799. Der Spannungsabfall ueber dem PT1000 sollte 300mV oder so nicht ueberschreiten. Der genannte Wandler schaltet den Strom ab, wenn er grad nicht misst.
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Wir wissen noch nicht einmal welche Auflösung gefordert ist. Ohne Klimmzüge (und ohne OpAmp) kann man das mit ~4K Auflösung direkt am AVR lösen. Bei Temp. bis zu 400°C ist die Eigenerwärmung auch kein Faktor. Mit 2.5kΩ Vorwiderstand rechne ich hier ~2K Auflösung. Und wenn man der Oversampling Methode nicht völlig ablehnend gegenüber steht, dann auch deutlich besser.
Frank O. schrieb: > Ja, man kann hier eine Menge lernen, aber dann muss man das > oberlehrerhafte Verhalten über sich ergehen lassen. Nein, das darf und muß man keinesfalls. Das verbietet die Selbstachtung. Man kann sich aber ein Großmaul herausgreifen und das dann bis auf die Grundmauern demontieren. > > Man Leute, ihr habt auch alle einmal angefangen und das Problem ist am > Anfang immer größer, als man dass erwartet. Diese Vögel haben keine Geburtsurkunde, sondern die Mutter hat gleich nach der Geburt das Diplom für ihr Gewächs verlangt!
m.n. schrieb: > Einfach ist diese Schaltung: > Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)" Aber vielleicht doch an einen "Spannungsfolger" anschließen. Dann belastet der µC nicht die Quelle. Aber ansonsten würde ich das auch so machen. Nur über so einen weiten Bereich, von 0-400°C, da kommen sicher gröbere Ungenauigkeiten. Zum Üben reicht die alle Mal. @TO Du musst dir einen Arbeitspunkt erstellen, da du nie ganz auf 0V kommst. Wenn du deinen OPV (einen passenden) von 1-5V Ausgang betreibst, dann hast du auch 1V/100°C.
Stümper-Detektor schrieb: > Man kann sich aber ein Großmaul herausgreifen und das dann bis auf die > Grundmauern demontieren. Das geht nur mit entsprechendem Wissen. Einige von diesen Leuten haben aber sehr viel Wissen. Auch wenn ich diese Art der "Unterstützung" nicht toll finde, das Wissen kann man den Leuten nicht absprechen und manchmal muss man über die Art drüber weg sehen, denn helfen können und wollen sie dir ja doch. Leben und leben lassen. Da gab es den Spruch "Lehrjahre sind keinen Herrenjahre", das muss man sich dann selbst sagen. Im Anfang habe ich hier so hart lernen müssen, aber manchmal dachte ich auch, dass ich das schon richtig sehe. Habe ich aber nicht. Und bis auf ein paar besonders pampige Antworten, war es unterm Strich ok. Es hat mich zumidest angespornt sehr viel zu lesen, um nicht jedes Mal völlig blöd auszusehen. Und dann muss man noch unterscheiden. "MaWin" ist nicht immer der "MaWin". Das hätte ihm fast schon einen Besuch eingebracht. Ich weiß gar nicht, ob der echte MaWin überhaupt noch hier ist, denn der dürfte schon ziemlich alt sein.
Falls Hemdo hier noch mitliest: Du hast deshalb so viel Gegenwind bekommen weil deine ersten Posts danach aussahen als wolltest du schlicht und einfach eine Projektarbeit von der Community hier erledigen lassen. Das kommt bei den meisten nicht gut an. Dass du Chemie Student bist der ein elektronisches Problem hat kam erst viel später heraus. Trotzdem: Von jemandem mit akademischer Ausbildung erwartet man dass er sich selbstständig in ein Problem einarbeiten kann, auch wenn es nicht genau das eigene Fachgebiet ist. Wenn ein Regelungstechnik Ing. eine Regelung eines chemischen prozesses modellieren und optimieren soll, erwartet man auch, dass er die chemischen Grundlagen kennt bzw. sich aneignet. Um zum Thema zu kommen: Die Hinweise und vor allem der Link von MaWin in Beitrag "Re: Arduino mit Pt1000 und 400°C Schaltung" sind eigentlich alles was du benötigen solltest um weiterzukommen. Und auch die Hinweise von Jobst sollten hilfreich sein um die einfache Schaltung und deren Dimensionierung zu verstehen. Viel Erfolg
Okay, ich habe mir nochmal ein paar Gedanken gemacht und habe ein paar Fragen. Also zunächsteinmal ist es natürlich nicht von Vorteil keinerlei Elektronikkenntnisse zu besitzen. Ohmsches Gesetz, Spannungsteiler, Kirchhoffsche Regeln und ein Basisverständnis über die Funktionsweise von Operationsverstärkern (Blackbox, nicht der innere Aufbau) wären schon wichtig, um hier erfolgreich selbst zu arbeiten. Und natürlich kommen mit erhöhten Anforderungen an die Messungen auch erhöhte Anforderungen auf die Schaltung zu. Nur diese können Auskunft darüber geben, ob Du Glück, Erfahrung, Trickkiste oder Magie benötigst. Du möchtest 0 - 400°C messen - mit welcher Genauigkeit? Außerdem möchtest Du die Daten in einem Arduino weiterverarbeiten - oder ist das für Dich nur eine Möglichkeit gewesen, um die Temperatur anzeigen zu können? Es gibt auch einfache Multimeter, an die man ein Thermoelement (also kein Pt1000) anschließen kann. z.T. mit Datenlogger. Mich würde interessieren: - Gewünschte Genauigkeit - Gewünschte Auflösung - und was soll mit den Daten passieren? Warum ich frage? Ich befürchte, dass Du mit der Schaltung da oben nicht weit kommst. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Mich würde interessieren: > - Gewünschte Genauigkeit > - Gewünschte Auflösung > - und was soll mit den Daten passieren? Gneuaigkiet +-10K Auflösung etwa 0,25K Daten sollen angezeigt werden.
Hemdo schrieb: > Gneuaigkiet +-10K Genauigkeit. Machbar. > Auflösung etwa 0,25K Nein, mit dem internen A/D des A*Uno 0,4K. > Daten sollen angezeigt werden. Die einfachste Übung.
Meine Meinung zum Thema ist, wenn momentan nicht der Weg das Ziel ist, sondern es gilt ein Laborexperiment weiterzubringen, es alternativ mit einer MAX31865 Bord zu verwirklichen um die Labormessung zu ermöglichen. Da gibts auch fertige Bibliotheken dafür. Wenn er sowieso momentan wenig Zeit hat sich in die umfassende Elektronik Thematik einzuarbeiten, ist dies der bessere Weg. Später kann man sich ja immer noch damit ergiebig befassen. Ich weiß, der Lerneffekt fällt im Augenblick weg, aber das läßt sich nachholen. https://www.aliexpress.com/item/1005003718574387.html? Man muß sich deswegen nicht schämen. Wenn es schnell gehen muß, dann frißt man halt Fliegen. Ganz abgesehen davon arbeitet das Modul gut mit Arduino uC zusammen. Wenn ein Ingenieur in irgendeiner Firma eine Hersteller Demo- oder Referenzdesign Bord verwendet ist meist auch froh, sich erst einmal in Ruhe einarbeiten zu können und ggf. Wissen auffrischen. Ist hier nicht viel anders. Wenn man sich mit etwas grundlegend Neuen befasst, lernt man nebenbei auch viel Anderes, wichtig um das Thema herum. Schaut Euch die MAX31856 Lösung zumindest an. Die hat auch den praktischen Vorteil die zusätzliche Berücksichtigung der Leitungswiderstände miteinbezogen zu haben, die bis jetzt noch nicht behandelt wurden. Sonst gibt es spezielle industrielle ADCs die alle Probleme der PT Meßtechnik berücksichtigen können.
Hallo Hemdo, Hemdo schrieb: > Hallo, > Ich wollte noch einmal von vorne anfangen, da ich gestern etwas gereizt > reagiert habe und wollte mich dafür entschuldigen . Kein Problem! > Ich bin lernwillig Ganz wichtig! :) > und habe mich eingelesen. Ich habe die Schaltung jetzt so verstanden: > Die beiden spannungsteiler haben die selbe Spannung bei 0C. Ja, bitte auch mal übungshalber ausrechnen und zeigen! > Wenn die > Temperatur steigt, ändert sich pt1000 und die Spannungen sind nicht mehr > gleich. Ja, der Widerstand des PT1000 steigt mit steigender Temperatur. > verstärkt als Ausgangssignal aus. Ist das so korrekt? Der Operationsverstärker guckt sich die Differenz an und verstärkt die (theoretisch unendlich). Ist die Differenz positiv, steigt die Ausgangsspannung bis auf seine positive Betriebsspannung - wenn er das kann (Datenblatt lesen). Ist die Differenz negativ, fällt die Ausgangsspannung bis auf seine negative Betriebsspannung - in diesem Fall Masse. > Nun habe ich > gelesen, dass R4 dafür sorgt, dass diese Verstärkung durch eine > Rückkopplung eingegrenzt wird. Ja, die steigende Ausgangsspannung beeinflusst über R4 den "Minus"-Eingang des Operationsverstärkers. Sobald die beiden Eingangsspannungen am Operationsverstärker gleich sind (in Wirklichkeit gibt es immer einer Differenz, genannt Offsetspannung), ändert sich die Ausgangsspannung nicht mehr. > Heißt das in meinem Fall, dass ich jetzt > R4 Berechnen muss sodass: > > Bei 400C am Ausgang des Operationsverstärkers eine Spannung von maximal > 3,5V anliegt(da der lm358 anscheinend nur maximal so eine Spannung > ausgeben kann) Ja, oder einen anderen Operationsverstärker benutzen, der mehr kann. > Somit hätte ich dann den Bereich abgedeckt der von 0-400C geht und eine > Spannung is maximal 3,5 V ausgibt. Ist meine Überlegung so richtig? Ja. Das wäre eine Lösung. Allerdings würdest Du damit einen Teil der Auflösung des Arduino Uno verschenken, der ja auch Werte oberhalb von 5V bis 5V ausgeben kann. In Deiner Variante hättest Du den Wertebereich von 0°C bis 400°C auf einen Spannungsbereich von 0 bis 3,5 Volt abgebildet. Deine Anforderung von einer Auflösung von 0,25 K wäre damit aber erfüllt. Dein Temperaturbereich umfasst 400K, bei 0,25 K Auflösung muss der UNO 1600 verschiedene Werte liefern können. Im Bereich von null bis 3,5 Volt kann der UNO bei einer Auflösung von 1mV 3500 verschiedene Werte liefern, passt. Auf welche theoretische! Ausgangsspannung kommst Du bei einem Widerstand von ca 2500 Ohm? Rechne das Beispiel von Jobst durch: Jobst M. schrieb: > 1. Spannung am positiven Eingang des OPV berechnen. Spannungsteiler R2 > und PT1000. > 2. Negativer Eingang des OPVs hat die selbe Spannung, da er über R4 > gegengekoppelt ist. Beim Start der Spannung mit RPT1000=2500 Ohm fährt der Operationsverstärker die Spannung immer weiter hoch, bis die Spannung am Punkt Uopv2=Uopv3 ist. > 3. Das ist auch die Spannung über R3. Strom durch R3 berechnen. > 4. 5V - UR3 ist UR1. > 5. IR3 = IR1 + IR4 > 6. UR4 + UR3 ist die Ausgangsspannung. Wenn ich richtig gerechnet habe, müsste der Operationsverstärker bei RPT1000=2500 Ohm eine Spannung von 6 Volt ausgeben, was er bei vorhandenen 5 Volt Spannung aber nicht kann. Eine Änderung der Verstärkung über Widerstand R4 ist erforderlich, so daß die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers einen Wert annimmt, den der OPV auch liefern kann. Da Du den erforderlichen Strom I4 schon kennst und auch weißt, dass der LM358 nur 3,5 Volt ausgeben soll, kannst Du daraus den gewünschten Widerstand bestimmt. Wie hoch ist der rechnerisch? Falls es den Widerstand nicht gibt, welchen nimmst Du stattdessen? Die Schaltung wäre dann fertig. Jetzt musst Du nur noch die Jobst'schen Formeln umschreiben. Bisher hat Jobst Dir gezeigt, wie man die Ausgangsspannung als Funktion der Widerstands RPT1000 errechnen kann. Gefragt ist nun: Wenn der UNO die Ausgangsspannung sieht, wie hoch ist dann der Widerstand RPT? Im letzten Schritt kann man mit Hilfe einer Tabelle oder einer schicken Formel die Temperatur zum gegebenenen Widerstand RPT1000 errechnen. Dann fehlt nur noch die Kalibration von Nullpunkt und Skalenfaktor dieses Messgerät, dazu kommen wir später.
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Peter M. schrieb: > Dein Temperaturbereich umfasst 400K, bei 0,25 K Auflösung muss > der UNO 1600 verschiedene Werte liefern können. Kann er aber nicht, der ATMega328 wandelt 10bit. Manfred schrieb: >> Auflösung etwa 0,25K > Nein, mit dem internen A/D des A*Uno 0,4K. Diese 0,4K setzen voraus, dass der Verstärker den PT1000 sauber auf 0,0..5,0 Volt skaliert. Da das kaum machbar ist, wird die Auflösung eher noch geringer.
Vielen Dank für diese ausführliche Antwort! Ich bin gerade dabei mich einzulesen, und werde dann versuchen R4 auszurechnen. Langsam fange ich an das ganz zu verstehen auch wenn es mir etwas schwer fällt. Leider ist der LM358 in einer großbestellung schon angekommen, deshlab möchte mein Betreuer, dass ich diesen nutze. Wir haben uns im vorhinein leider nicht mit dem geringen Spannungsoutput beschäftigt - dummer Fehler. Deine Rechnung bzw. den Ansatz verstehe ich und weiß jetzt in etwa was ich machen muss, nur noch die Formeln muss ich zusammenschustern, aber das sollte das geringste Problem sein. Peter M. schrieb: > Da Du den erforderlichen Strom I4 schon kennst Was meinst du damit? woher kenne ich den? Ist der gegeben oder wird der auch berechnet?
Hemdo schrieb: > Gneuaigkiet +-10K > Auflösung etwa 0,25K > Daten sollen angezeigt werden. Das geht sowieso nicht mit der Schaltung, der Arduino Uno hat nir 10 bit A/D-Wander, also 0-400 GradC in 1000 Stücke macht 0.4K pro Stück. Du brauchst einen externen A/D-Wandler, dann kannst du gleich einen 16 oder 20 bit A/D nehmen und mit ihm einen 1k0.05% Vergleichswiderstand in Reihe mit deinem Pt1000 vermessen. Hemdo schrieb: > Leider ist der LM358 in einer großbestellung schon angekommen, deshlab > möchte mein Betreuer, dass ich diesen nutze. Ihr müsst sowieso einen anderen A/D-Wandler dazukaufen. Obwohl es eine Losung mit einen single slope, dual slope oder sigma delta Wandler in Software über Timer gäbe - aber das übersteigt deine Fähigkeiten.
Hemdo schrieb: > Gneuaigkiet +-10K > Auflösung etwa 0,25K > Daten sollen angezeigt werden. Okay, das sind keine allzu hohen Erwartungen. Das bekommen wir prinzipiell hin. Weitere Fragen habe ich noch: In welchem Medium wird der Sensor eingesetzt? Oder kann er direkt auf der Platine verbaut werden? (Stichwort Vierleitermessung) Willst Du das zusammenstecken oder eine Platine fertigen lassen und bestücken? Bist Du an die asymetrische Spannungsversorgung von 5V gebunden? Warum kommt kein Fertiggerät in Frage? (Nicht falsch verstehen! Ich finde es gut, wenn Du es selbst machst!) Gut, die preiswerten lösen nicht auf 1/4K auf ... Aus welcher Stadt kommst Du? Und: Wie viel Zeit bleibt noch? Der ADC des ATmega328 auf dem Uno besitzt 10 Bit. Wenn man es schafft, nur den benötigten Temperaturbereich auf den Messbereich des ADCs zu bringen, dann kommt man evtl. auf 0,4K Auflösung. Eine anschließende, notwendige softwareseite Justage der Temperaturkurve an mindestens 3 Punkten, wird das weiter einschränken. Ich würde einen kleinen, langsamen externen ADC mit mindestens 16-Bit und differenziellem Eingang vorschlagen. LTC2411 oder so. Nur leider im Moment nicht zu bekommen. Wie viele andere auch :-( Der Uno zusammen mit einem guten OPV (den Du aber auch erstmal besorgen musst!) wird auch mit Oversampling effektiv nicht mehr als 2, bestenfalls 1K Auflösung schaffen. Das ist mit einem SAR-Wandler (der im Uno) keine echte Option. Gruß Jobst
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MaWin schrieb: > Das geht sowieso nicht mit der Schaltung, der Arduino Uno hat nir 10 bit > A/D-Wander, also 0-400 GradC in 1000 Stücke macht 0.4K pro Stück. Eigentlich 0.390K, abgesehen davon wird es ihm schwer fallen den vollen Messbereich von 0-5V mit dieser Schaltung auszunutzen. MaWin schrieb: > Du brauchst einen externen A/D-Wandler, dann kannst du gleich einen 16 > oder 20 bit A/D nehmen und mit ihm einen 1k0.05% Vergleichswiderstand in > Reihe mit deinem Pt1000 vermessen. Ich bezweifle, dass sie in der Lage sein werden eine Schaltung aufzubauen, die 16 geschweige denn 20 Bit liefert. Anstatt solch einen Handstand zu machen, sollten sie einfach was fertiges kaufen. Der relativ am Anfang von mit vorgeschlagene MAX31865 tut alles was sie brauchen und man kann ihn einfach an den Arduino anschließen. Außerdem gibt es den als fertiges Modul.
Hemdo schrieb: > Leider ist der LM358 in einer großbestellung schon angekommen, deshlab > möchte mein Betreuer, dass ich diesen nutze. Dafür kannst du natürlich nichts, aber das ändert nichts daran, dass das einer der ungeeignetsten OpAmps für diesen (und die meisten anderen) Zweck ist, und beweist nur, dass die akademische Ausbildung immer einen technischen Rückstand von mehr als 20 Jahren gegenüber der aktuellen Technik aufweist, systembedingt. Dass es heute um Grössenordnungen bessere ICs gibt ist bei deinen Ausbildern nicht angekommen, aber das ist eben immer so: ich habe im Physikstudium ein Praktikum machen müssen mit 20 Versuchen mit Röhren, und einem einzigen mit einem Transistor, klar habe ich in meinem Elektronikerleben niemals eine Röhre verwendet, aber ich weiss noch was die Barkhausensche Röhrengleichnung aussagt. Der Abstand zwischen Ausbildung und der Realität bleibt wohl immer etwa gleich oder wird wegen der grösseren Geschwindigkeit der Entwicklung noch grösser. Auch wenn es dumm ist, du musst das natürlich so machen wie vom Ausbilder gewünscht, sonst bekommst du kein Testat. Aber nimm für die Zukunft mit dass im Beruf dann vieles ganz anders ist. Dass dir dann kein Ausbilder Vorgaben macht ist i.d.R. kein Nachteil. Soweit mir bekannt ist der LM358 ein OpAmp aus den 70er Jahren des vorigen Jahrhunderts, hat also bald 50. Geburtstag. Georg
Hemdo schrieb: > Leider ist der LM358 in einer großbestellung schon angekommen, deshlab > möchte mein Betreuer, dass ich diesen nutze. Gut, das wird schief gehen. Egal wie sehr er das möchte. Ich bin hier auch gerade auf der Suche nach Teilen für Dich, aber von dem, was noch verfügbar ist, findet sich nichts passendes. ... ich werde morgen mal einen Lösungsvorschlag präsentieren. Das Ganze ist nämlich tatsächlich keine leichte Aufgabe für einen Anfänger. Erschwerend noch aufgrund der derzeitigen Materialsituation. Gruß Jobst
Kevin M. schrieb: > Der > relativ am Anfang von mit vorgeschlagene MAX31865 tut alles was sie > brauchen und man kann ihn einfach an den Arduino anschließen. Außerdem > gibt es den als fertiges Modul. In die Richtung wäre mein Vorschlag nun auch gegangen. Nur nicht vollintegriert. Ist das Ding verfügbar? Der geht nur mit 3,3V, also den Arduino auch mit 3,3V betreiben. Ansonsten ist das genau das, was der TO braucht! Gruß Jobst
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Jobst M. schrieb: > Ist das Ding verfügbar? Ja. Jobst M. schrieb: > Der geht nur mit 3,3V, also den Arduino auch mit > 3,3V betreiben. falsch.... https://www.exp-tech.de/sensoren/temperatur/8326/adafruit-pt1000-rtd-temperature-sensor-amplifier-max31865
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Frank O. schrieb: > m.n. schrieb: >> Einfach ist diese Schaltung: >> Beitrag "PT1000, einfache Auswertung mit AVR (ATmega328)" > > Aber vielleicht doch an einen "Spannungsfolger" anschließen. > Dann belastet der µC nicht die Quelle. Die Quelle wird durch den ADC so gut wie nicht belastet. Ein OPV als Puffer ist nicht notwendig. Hemdo schrieb: > Gneuaigkiet +-10K > Auflösung etwa 0,25K Bezüglich der Auflösung ist das eine unsinnige Anforderung. Die Genauigkeit mit direkter Messung wie von mir weiter oben verlinkt mit einem UNO hingegen kein Problem. Vorschlag: verwende den LM358 als Rauschgenerator und mittele die Einzelmessungen. Das erhöht die Auflösung - die Genauigkeit aber nicht! Wenn Du im Arduino-Dschungel bleiben möchtest, wäre auch die Schaltung mit RP2040 und einem kompletten Board für <= 5 Euro eine Möglichkeit. Dort wird ein 12 Bit ADC verwendet. Zum Abschluß eine Schaltung mit OPV, die mit Standardwiderständen (0,1%) auskommt und das PT1000 Signal im Bereich -50 °C bis +350 °C auf 0,376 V - 4,736 V skaliert. Bei 400 °C ergeben sich rechnerisch genau 5,000 V. Wichtig: AREF wird nur zur Messung aktiviert damit keine Eigenerwärmung des PT1000 stattfindet.
Dazu noch eine Tabelle. Erläuterung zu °C-min: Bei -68 °C liegt die Ausgangsspannung bei 0 V.
m.n. schrieb: > Wenn Du im Arduino-Dschungel bleiben möchtest, wäre auch die Schaltung > mit RP2040 und einem kompletten Board für <= 5 Euro eine Möglichkeit. > Dort wird ein 12 Bit ADC verwendet. Der RP2040 hat jedoch bei 1×/3×/5×/7× 2^9 heftige Beulen in der Kurve. Da muss man wissen wie damit software-seitig umzugehen ist.
Aber dazu hast Du ja schon die passende Lösung: Beitrag "Re: Problem bei Temp-Messung Rasp. Pi Pico & Pt1000" ;-)
Vielen Dank für die rege Beteiligung. Ich glaube es geht eher bei der Arbeit um den wissenschaftlichen Weg dorthin. Wäre es denn mit meiner Schaltung (mit angepassten r4) unmöglich die Temperatur zu messen? Jetzt ohne Bedenken auf die Genauigkeit und Auflösung. Ich würde dies natürlich dokumentieren und sagen warum das nicht gut läuft etc. und auch bessere Losungen nennen. Aber neue Teile zu bestellen wird aufgrund der knappen Zeit schwierig. Also kurz und knapp: kann ich mit der Schaltung die Temperatur messen? Ich habe sonst noch ein thermoelement gefunden mit einem max6675. Habe gesehen dass man das „nur“ anschließen und codieren muss, und nichts selber zusammen schustern. Hier ist die Genauigkeit natürlich auch nicht gut, aber wie gesagt das würde ich alles dokumentieren und wissenschaftlich aufarbeiten. Also wäre so ein thermoelement Typ k mit Max6675 auch möglich?
Hemdo schrieb: > Vielen Dank für die rege Beteiligung. Gerne. Schön, wie Du wissenschaftlich alle Vorschläge ignorierst. > Also kurz und knapp: kann ich mit der Schaltung die Temperatur messen? Man - ja, Du - offensichtlich nicht.
m.n. schrieb: > Aber dazu hast Du ja schon die passende Lösung: > Beitrag "Re: Problem bei Temp-Messung Rasp. Pi Pico & Pt1000" > ;-) Fast ;-) Wenn man den kompletten Bereich des ADCs glatt nutzen will, braucht's noch einen weiteren ›R‹ … und 'n bisschen ›SW‹
Hemdo schrieb: > Also kurz und knapp: kann ich mit der Schaltung die Temperatur messen? Sicher. Du hast sie ja aus einer Temperaturmessseite https://www.aeq-web.com/pt1000-temperature-sensor-arduino-lm358-messwandler/ Die Widerstandswerte müssen leicht an deinen gewünschten Messbereich angepasst werden, die Genauigkeit wird wegen dem allerbilligsten aller OpAmps nicht so doll sein, und lass mich raten, statt 0.1% Widerständen wollt ihr es mit 1% probieren, aber eure gewünschte 10 Grad Genauigkeit schafft sie trotzdem (gerade eben), und die Auflösung liegt halt eher um 0.5K. Was ist nicht verstehe: du willst Akademiker sein, auch Chemiker haben Mathematik-Grundkenntnisse, du hast alle nötigen Infos im 27. Beitrag bekommen mit Schritt-für-Schritt Rechenanleitung (oder Links auf Excel-Programme) und bis heute dir nicht die Mühe gemacht, die korrekten Widerstandswerte auszurechnen. Gehst du davon aus, dass die Leute hier dir das zusammenlöten ?
Wer hat denn gesagt dass ich sie noch nicht berechnet habe? Neben der Projektarbeit habe ich noch jeden Tag Uni, und sitze jeden Tag abends um mir Gedanken zu machen. Rechnung steht, wollte nur wissen ob es möglich ist. Ich brauche mich hier auch eigentlich nicht rechtfertigen. Wer nicht helfen will lässt es bleiben. Ich bedanke mich an alle die geholfen haben, werde es heute zusammen löten und sxhauen wie es läuft, auch wenn es der größte Schrott sein sollte, eine Alternative zwecks Zeit und Materialmangel bleibt mir nicht. Nächstes mal werd ich mich besser informieren und direkt bessere Teile kaufen.
> m.n. schrieb: > Hemdo schrieb: > >> Vielen Dank für die rege Beteiligung. > > Gerne. Schön, wie Du wissenschaftlich alle Vorschläge ignorierst. Schön wie du alle meine bestehe ignorierst :). Lies dir bitte nochmal durch dass ich einfach nicht die Möglichkeit habe andere Teile zu bestellen. Und wenn du das nicht verstehst dann Pech gehabt
Wie gesagt die wissenschaftlichen Aspekte die ihr genannt habt nehme ich gerne in meine Arbeit auf und werde diese erläutern. Wenn Jas Projekt weitergeht werde ich diese Möglichkeiten auch ausprobieren. Also keine Sorge, ich bin nicht blind und habe eure Beiträge schon niedergeschrieben.
Kevin M. schrieb: > Jobst M. schrieb: >> Der geht nur mit 3,3V, also den Arduino auch mit >> 3,3V betreiben. > > falsch.... > > https://www.exp-tech.de/sensoren/temperatur/8326/adafruit-pt1000-rtd-temperature-sensor-amplifier-max31865 Auch wenn es da irgendwelche Module gibt: Meine Aussage war für den MAX31865, um den ging es und auf den trifft meine Aussage zu. (Das muss man zwar nicht unbedingt so machen wie von mir vorgeschlagen, aber es ist eine Lösung.) Du hast zwar geschrieben, dass es auch fertige Module gibt, hattest aber keins verlinkt. Deshalb habe ich mich natürlich nicht darauf bezogen, sondern in das Datenblatt des Chips geschaut. Das ist für mich sowieso immer die erste Adresse. Hemdo schrieb: > Also kurz und knapp: kann ich mit der Schaltung die Temperatur messen? Ja. Bau das einfach auf und schau ob es Dir evtl. sogar reicht. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Ja. Bau das einfach auf und schau ob es Dir evtl. sogar reicht. Alles klar, genau das werde ich versuchen. Wie gesagt, wenn es nicht reicht, dann wird das genau so in die Arbeit geschrieben und evt. beim nächsten mal verbessert.
Jobst M. schrieb: > Da Du offensichtlich noch immer mitliest: > > 1. Spannung am positiven Eingang des OPV berechnen. Spannungsteiler R2 > und PT1000. > 2. Negativer Eingang des OPVs hat die selbe Spannung, da er über R4 > gegengekoppelt ist. > 3. Das ist auch die Spannung über R3. Strom durch R3 berechnen. > 4. 5V - UR3 ist UR1. > 5. IR3 = IR1 + IR4 > 6. UR4 + UR3 ist die Ausgangsspannung. 7. Und die Grenzwerte die der 358 ab kann beachten, Datenblatt sagt vereinfacht: 2V wegbleiben vom positiven Rail (die ist 5v). D.h. wenn irgendwo 3V oder mehr in der Rechnung auftaucht, muß man da alarmiert sein .-) > > Ab dafür ... Tja, ist noch a bisserl zu tun. > > eine Alternative zwecks Zeit und Materialmangel bleibt mir > nicht. Tip: Den Verstärker nicht einlöten, sondern ein IC-Sockel verwenden. so kann man ohne allzuviel Mühe einen passenderen OPamp einsetzen/wechseln.
Hallo Hemdo, Hemdo schrieb: > Vielen Dank für diese ausführliche Antwort! Ich bin gerade dabei mich > einzulesen, und werde dann versuchen R4 auszurechnen. Langsam fange ich > an das ganz zu verstehen auch wenn es mir etwas schwer fällt. Ist mir am Anfang genauso ergangen. > > Leider ist der LM358 in einer großbestellung schon angekommen, deshlab > möchte mein Betreuer, dass ich diesen nutze. Wir haben uns im vorhinein > leider nicht mit dem geringen Spannungsoutput beschäftigt - dummer > Fehler. Für die passende Hardwarelösung ist halt die Angabe aller Nebenbedingungen erforderlich. > Deine Rechnung bzw. den Ansatz verstehe ich und weiß jetzt in etwa was > ich machen muss, nur noch die Formeln muss ich zusammenschustern, aber > das sollte das geringste Problem sein. Gottseidank. Ich wollte das nämlich nicht für Dich erarbeiten. :) > > Peter M. schrieb: >> Da Du den erforderlichen Strom I4 schon kennst > > Was meinst du damit? woher kenne ich den? Ist der gegeben oder wird der > auch berechnet? Nein, Jobst hat Dir einen Rechnung aufgemacht, in der sich Stück für Stück ein Wert aus dem anderen ergibt: Beitrag "Re: Arduino mit Pt1000 und 400°C Schaltung" Aus dieser Rechnung ergibt sich, dass ein bestimmter Strom IR4 erforderlich ist, damit sich an OPV2 dieselbe Spannung einstellt wie an OPV3. Dann ist die Regelung im "Gleichgewicht". Wenn R4 bekannt ist, ergibt sich die Ausgangsspannung OPV3 als Summe aus UR3 und UR4. Wenn Du aber, wie oben beschrieben, die Schaltung so anpassen willst, dass bei 400°C der OPV 3V liefert, kannst Du auch für diese Zielausgangsspannung von 3V den passenden Widerstand R4 berechnen: OPV3 = UR3 + UR4 <=> 3V = UR3 + R4 * I4 UR3 sind bekannt, I4 auch. Du löst die Gleichung einfach nach R4 auf. Während Du anfänglich die Ausgangsspannung bei maximaler Temperatur (400°) berechnet hast, berechnest Du hier zu einer gegebenen Ausgangsspannung bei maximaler Temperatur (400°) den Widerstand R4 aus. Bei der ersten Rechnung (Jobst) war die Ausgangsspannung die zu berechnende Unbekannte. Jetzt ist die Ausgangsspannung bekannt und Du rechnest den dazu passenden Widerstand aus, der genau diese Ausgangsspannung am Operationsverstärker verursacht. Hinweis: Leider habe ich fälschlicherweise 4000 Counts (2^12) beim Uno unterstellt, es sind aber nur 2^10, wie schon oben von anderen gesagt. Bei einer Betriebsspannung von 5V sind das 5mV Auflösung. Bei einem Ausgangsbereich von 0 bis 3V am OPV sind das dann 3V/5mV=600 verschiedene Werte. Die 400 Kelvin Temperaturbandbreite wird als auf 600 unterschiedlichen Werten abgebildet. Das sind dann nur 400 Kelvin / 600 count =~ 0,67 Kelvin / count.
Hallo Manfred, Manfred schrieb: > Kevin M. schrieb: >> Ohne nachzurechnen würde >> ich sagen, dass die Verstärkung deiner Schaltung zu hoch ist. > > Mir ist nicht klar, ob das überhaupt ein Verstärker ist. Ich sehe eher > einen Komparator mit Hysterese, wegen R1. einen Komparator mit Hysterese gibt es mit einem hochohmigen Widerstand zwischen OPV1 und OPV3, meine ich.
Peter M. schrieb: > Bei einer Betriebsspannung von 5V sind das 5mV Auflösung. > Bei einem Ausgangsbereich von 0 bis 3V am OPV sind das dann 3V/5mV=600 > verschiedene Werte Nun, Du änderst einfach die Referenzspannung des Arduino -- niemand zwingt Dich da 5V v_ref zu nehmen. Mit V_ref 3V hättest Du wieder 3mV (ca.) Auflösung. Wenn die 5V sehr stabil sind von der Versorgung, genügt sogar ein (passiver) Widerstandsteile. Wenn nicht: V_ref 2.5V sind gängige gute Referenzspannung- (über LM3xx oder REF_25) Quellen -- mußt Du dann halt die Ausgangsspannung justieren bem OPamp. Man kann da also schon noch etwas mehr rausholen .-)
Peter M. schrieb: > Die 400 Kelvin Temperaturbandbreite wird als auf 600 unterschiedlichen > Werten abgebildet. Das sind dann nur 400 Kelvin / 600 count =~ 0,67 > Kelvin / count. Dabei vergisst Du, daß sich bei 400 °C die Ausgangsspannung nur zu 1/3 des Wertes bei 0 °C ändert. Durch den Spannungsteiler wird die Auflösung zusätzlich verkleinert. Eine Stromquelle könnte dies umgehen, aber eine ratiometrische Messung auch fehleranfälliger machen. Die gewünschten 0,25 K Auflösung bekommt er mit keiner dieser Schaltungen. Die 10 K Genauigkeit schafft der Uno ohne jegliche Zusatzbeschaltung. Das hätte der TO mit den vielen Information eigentlich selbst erkennen müssen. Rechnen lernt man doch schon auf der Schule.
Ich wäre immer noch dafür entweder ein MAX31865 Modul zu verwenden oder zumindest einen höher auflösenden AdC zu verwenden um die OPV Komplexität zu umgehen. Mit einem 12-16-bit ADC in Verhältnismessung kann man auch so genügend Auflösung erzielen. Als Verhältnismessung mit Vdd=Aref ist die Umrechnung auf Widerstand einfach. Man braucht allerdings einen genau bekannten, stabilen Rref. Mit einer Interpolation LUT ist die Umstellung auf Temperatur ohne großen Rechenaufwand möglich. Rx = ADC / (ADCFSC - ADC) * R[ref] Beispiel: 14-bit ADC (16384), VREF=VDD (Adc muss VDD als Vref erlauben) RX= 2470.9 Ohm (400 Degc) R[ref]=4000.00 Ohm Adc-Wert (14-bit) sei 6256 Dann, Rx = 6256 /(16384-6256)*4000=2470.77Ohm Dann braucht man nur noch eine einfache Interpolation LUT für PT Widerstand auf Temperatur und fertig. Bis 400 Grad bekommt nützt man den ADC 40% aus. Mit 14-bit bekommt man immerhin 6256 verschiedene Werte bei 400 Grad. Das entspricht einer Bitauflösung von 0.0639 Ohm. Umgerechnet auf Temperatur ist das eine Auflösung von immerhin rund 0.08 Grad. Die Widerstandsmessung dürfte auf besser als 0.1Ohm genau sein. Als ADC empfiehlt sich auf alle Fälle ein integrierender Typ oder ein Sigma Delta Typ, weil SAR ADCs sehr störanfällig sind. Bei SIGMA Delta und Integrierenden Convertern hat man den Vorteil, daß Netzfrequenzstörungen sehr wirksam unterdrückt werden können, vorausgesetzt der ADC Takt wurde korrekt für 50Hz eingestellt. Sonst sollte man den Eingang des SAR-ADCs gut filtern und Mitteln um stabile Meßwerte zu bekommen. Wenn für R[ref] ein stabiler 0.05% Widerstand gewählt wird, dann ist jeglicher Abgleich überflüssig, weil alles mathematisch belegbar ist. Deshalb finde ich die OPV Lösung etwas zu aufwendig. Dann bleibt nur noch das Problem, den Leitungswiderstand zu erfassen und subtrahieren. Dazu müsste man den Sensor mit 3-Draht oder als 4-Draht Kelvin Element anschließen. Aber 3-Draht sollte hier ausreichen. Man braucht nur den ADC Eingang einmal die Spannung an Rref, Zuleitung 1 messen, dann Umschalten und Leitung 2 messen. Mit diesen zusätzlichen Meßwert kann man den Zuleitungswiderstand des Sensors herausklammern, vorausgesetzt die Leitungswiderstände sind identisch(gleiche Kabellänge und Material). Beim MAX31865 wird das alles bequem durchgeführt. Fertig aufgebaute ADC Module sind auch leicht erhältlich. Ich würde vorschlagen ein Fazit aller hier besprochenen Lösungen zu machen.
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Beitrag "Einfache Schaltung mit Pt100 für Temperaturmessung mit Einleitung für Berechnung von Widerständen." Das ist für PT100 aber die Theorie ist gleich...
Möchte noch bemerken, daß ein Argument gegen jegliche Schaltungen (wie z.B. mit OPV) den Vorteil von PT Sensoren nicht ausnützen. Gerade die Tatsache, daß handelsübliche PT Elemente eine charakterisierte Messkurve mit Absolutwiderstandswerten haben und deshalb AUSTAUSCHBAR sind, legt nahe, nur solche Meßmethoden zu verwenden die auf reine R-Verhältnismessungen hinauslaufen und von vornherein Vref Spannungsunabhängig sind, weil nur das Widerstandsverhältnis genau erfasst werden muß. Deshalb meinen Widerwillen gegen alle diese OPV Vorschläge. Auch ist bei Verhältnismessung nur die Stabilität eines Widerstands kritisch, während bei den OPV Schaltung einige zusätzlich Driftelemente (R-TK, OPV-Eigenschaften) dazukommen. Wenn ein ADC mit genug Auflösung zugänglich ist, dann finde ich das die bessere Lösung und das Fehlen jeglichen Abgleichs. Bekannte Vergleichswiderstände genügen um das korrekte Funktionieren und Calibration zu prüfen.
Gerhard O. schrieb: > Möchte noch bemerken, daß ein Argument gegen jegliche > Schaltungen (wie z.B. mit OPV) den Vorteil von PT Sensoren > nicht ausnützen. ??? > Gerade die Tatsache, daß handelsübliche PT Elemente eine > charakterisierte Messkurve mit Absolutwiderstandswerten > haben und deshalb AUSTAUSCHBAR sind, legt nahe, nur solche > Meßmethoden zu verwenden die auf reine R-Verhältnismessungen > hinauslaufen und von vornherein Vref Spannungsunabhängig > sind, weil nur das Widerstandsverhältnis genau erfasst > werden muß. > > Deshalb meinen Widerwillen gegen alle diese OPV Vorschläge. Pathologischer Widerwille. Auch das Ausgangssignal einer OPV-Schaltung lässt sich ratiometrisch auswerten.
Gerhard O. schrieb: > Deshalb meinen Widerwillen gegen alle diese OPV Vorschläge Wenn man nichts versteht... Auch mit OPV sind die Schaltungen ratiometrisch. Nimmt man präzise Festwiderstände (und nicht damlicherweise Potis wie Pollin in seinen Pt1000 Wandern) dann bleibt das Messergebnis so genau wie der Pt1000. Wenn man jedoch den Pt1000 aus der Betriebsspannung (z.B 5V) versorgt, den A/D-Wandler aber mit interner oder externer Referenz (z.B. 2.5V) wandeln lässt, DANN verliert man das ratiometrische Verhalten. Mit dem Einsatz eines OPV hat das nichts zu tun, der spreizt nur die Spannung auf den A/D-Wandler Eingangsspannungsbereich. Es wäre die Verwendung einer Spannungsreferenz die unRATIOmetrisch wäre.
MaWin schrieb: > Es wäre die Verwendung einer Spannungsreferenz die > unRATIOmetrisch wäre. Naja, strenggenommen ist es die Verwendung von ZWEI Spannungsreferenzen, die unratiometrisch ist -- eine für den Sensor und eine für den ADC. Wenn man ein und dieselbe Spannungsreferenz sowohl für den Sensor als auch für den ADC nimmt, hat man eine ratiometrische Messung.
Egon D. schrieb: > Wenn man ein und dieselbe Spannungsreferenz sowohl > für den Sensor als auch für den ADC nimmt, hat man > eine ratiometrische Messung Ja.
Moin, Mit nur ADC und Referenzwiderstand beeinflussen nur die Eigenschaften des R[ref] das Ergebnis, wenn man einen ordnungsgemäß funktionierenden ADC voraussetzt. Beim OPV sind ein Rattenschwanz zusätzlicher Komponenten die zum Teil in das Meßergebnis eingehen. Auch die thermischen Eigenschaften des OPVs sind vorhanden, wenn man einmal von Zero Drift OPVs absieht. Bei einer reiner Verhältnismessung geht nur R[ref] in das Meßergebnis ein und garantiert Austauschbarkeit des Sensors in den meisten Situationen. Aus meiner Sicht sehe ich also die OPV Lösung als eine brauchbare, aber nicht so pure Lösung. Der einzige Vorteil wäre, bessere Ausnützung des ADCs. Auch bei R2R muß man sich einen gewissen Abstand von Null am Ausgang aufkaufen. Auch sind die Kosten wegen der kostspieligeren stabilen Widerstände und ein driftarmer OPV höher, neben Abgleicharbeiten die meistens notwendig sind. Auch 0.1% Rs haben normalerweise wesentlich höhere TKs im Vergleich zum 5ppm Referenzwiderstand. Die Austauschbarkeits des Sensors sollte die Topologie des Designs maßgeblich bestimmen. Auch SW calibration ist da nur eine Krücke. Bei reiner Verhältnismessung mit bekannten und stabilen Vergleichswiderstand ist Calibrierung nicht notwendig und theoretisch vollständig ableitbar. Wenn z.B. Rref=3999.87 Ohm ist und berücksichtigt wird ist das Meßergebnis nur noch von den ADC Eigenschaften abhängig. OK. Lassen wir es besser. Wir sehen das eben in verschiedenster Weise. Meine Absicht war nur diese Möglichkeit nicht zu übersehen und aufzuzeigen und nicht um jeden Preis rechthaben zu wollen. Es hat jede Methode eben seine Vor- und Nachteile. Gruß, Gerhard
Gerhard O. schrieb: > Mit nur ADC und Referenzwiderstand beeinflussen nur > die Eigenschaften des R[ref] das Ergebnis, wenn man > einen ordnungsgemäß funktionierenden ADC voraussetzt. Sicher. > Beim OPV sind ein Rattenschwanz zusätzlicher Komponenten > die zum Teil in das Meßergebnis eingehen. Nicht wirklich. Es sind nämlich genau diese scheinbar "zusätzlichen" Komponenten, die Du oben mit der Floskel "ordnungsgemäß funktionierender ADC" erfasst. Der ADC enthält auch einen Haufen analogen Krempel. Der Unterschied ist viel weniger die Messtechnik an sich, sondern eher die Frage, ob Du als Schaltungsentwickler dafür verantwortlich bist, dass die Kennwerte erreicht werden -- oder ob Du diese Verantwortung auf den IC-Designer abschieben kannst. Das ist ein juristischer Unterschied -- kein technischer. Eine fertige black box zuzukaufen ist bequem und meistens preiswert -- aber man steht dumm da, wenn es diese black box aus irgend einem Grund nicht gibt...
Egon D. schrieb: > Gerhard O. schrieb: > >> Mit nur ADC und Referenzwiderstand beeinflussen nur >> die Eigenschaften des R[ref] das Ergebnis, wenn man >> einen ordnungsgemäß funktionierenden ADC voraussetzt. > > Sicher. > >> Beim OPV sind ein Rattenschwanz zusätzlicher Komponenten >> die zum Teil in das Meßergebnis eingehen. > > Nicht wirklich. Aber kostenmäßig schon und von mehr Variablen abhängig. > > Es sind nämlich genau diese scheinbar "zusätzlichen" > Komponenten, die Du oben mit der Floskel "ordnungsgemäß > funktionierender ADC" erfasst. Der ADC enthält auch > einen Haufen analogen Krempel. > > Der Unterschied ist viel weniger die Messtechnik an sich, > sondern eher die Frage, ob Du als Schaltungsentwickler > dafür verantwortlich bist, dass die Kennwerte erreicht > werden -- oder ob Du diese Verantwortung auf den IC-Designer > abschieben kannst. > Das ist ein juristischer Unterschied -- kein technischer. Mag sein. Letzten Endes ist der Entwickler für die Wahl aller Komponenten einschließlich des ADC und seinen Eigenschaften als Designer verantwortlich. Dann zählt ob das Design die ihm gesetzten Bedingungen serienmäßig erfüllen kann und tut. Mit Wandlern wie MAX11200, CS55xx u.ae. gab es noch nie Probleme mit PT, TC und NTCs. Die Toleranz der Messergebnisse hatten immer viel Abstand zu den vorgegebenen Grenzwerten. Dazu kommt, dass vollständige Industriedesigns auch alle Stör- und Schutzmaßnahmen erfüllen müssen um allen Anforderungen gerecht zu werden und das stellt einen großen Teil des Gesamtaufwands dar. > > Eine fertige black box zuzukaufen ist bequem und meistens > preiswert -- aber man steht dumm da, wenn es diese black box > aus irgend einem Grund nicht gibt... Ist klar. Andrerseits spricht nichts dagegen Industriebausteine wie z.B. den MAX31865 oder ADS114S08IPB einzusetzen wenn es zügig für Nischenanwendungen gehen muss. ... (P.S> Warum kriege ich so oft die "zu viele Kommantarzeilenfehler. So viel sind es doch hier nicht?
Egon D. schrieb: > Pathologischer Widerwille. > > Auch das Ausgangssignal einer OPV-Schaltung lässt sich > ratiometrisch auswerten. Also erstens ist das nicht pathologisch, sondern nur die Kombination aus gesundem Menschenverstand, schaltungstechnischer Kompetenz und Erfahrung. Ich sehe das ebenso wie Gerhard. Und zweitens: Was ist nach deiner Meinung eine ratiometrische Auswertung eines aus einem OpV kommenden Signals? Nein, ratiometrisch bedeutet eigentlich, daß man ein Ding mit einem gleichartigen Ding mißt. Hier eben den Widerstand des Temperaturfühlers mit einem Referenzwiderstand - ohne irgendwelche Umwege über Spannungen, OpV-Lupenschaltungen oder gar Konstantstromquellen. So etwas kann in eine sehr einfach aufzubauende Schaltung münden und die ist dann per se sowohl linear als auch abgleichfrei, sofern man bekannte und stabile Referenzwiderstände benutzt. Der Nachteil für Leute ohne geeigneten ADC ist, daß man eben immer die 273 Kelvin bis zum absoluten Nullpunkt bzw. den genormten Widerstand von 100 Ohm bzw. 1k bei 0°C mit drin hat und deshalb einen höher auflösenden ADC braucht, als die üblichen µC schon drin haben. Eigentlich wäre eine Schaltung mit einem kleinen Sigma-Delta-Wandler für den TO das allerbeste. Ganz einfache Schaltung, fast nur Programm machen und linear und zuverlässig. Es gibt da bloß ein Problem, daß die Eingänge der billigen kleinen Wandler (sowas wie MCP3550) nicht richtig hochohmig sind und man deshalb besser einen PT100 nähme oder einen OpV mit FET-Eingängen und niedrigem Offset als Spannungsfolger davor setzen sollte. Die Alternative wäre ein ADC aus der Klasse des AD7714, der allerdings heuer jenseits der 20€ Marke (netto) angesiedelt ist. Da wäre es besser, wenn der TO beizeiten sich gemeldet hätte. Nun sitzt er auf Bauteilen herum, die gelinde gesagt suboptimal sind und muß etwas daraus stricken. Keine schöne Situation. W.S.
W.S. schrieb: > Und zweitens: Was ist nach deiner Meinung eine > ratiometrische Auswertung eines aus einem OpV > kommenden Signals? Die Normierung dieses Ausgangssignales auf die die Wheatstone-Brücke speisende Spannung. > Nein, ratiometrisch bedeutet eigentlich, daß man > ein Ding mit einem gleichartigen Ding mißt. Nein. "Ratiometrische Messung" bedeutet "Verhältnis- messung". Ob Spannungen, Ströme, Widerstände oder Strecken ins Verhältnis gesetzt werden, spielt keine Rolle. > Hier eben den Widerstand des Temperaturfühlers mit > einem Referenzwiderstand - Nein. Du verwechselst das wohl mit direkter bzw. indirekter Messung. Mir ist aber kein Weg bekannt, den elektrischen Widerstand DIREKT -- also ohne Umweg über irgendeine Hilfsgröße -- zu messen. Die üblichen Möglichkeiten -- die allesamt indirekte Messungen darstellen -- sind 1. durch R_ref und R_x denselben Strom fließen zu lassen und die Spannungsabfälle zu vergleichen, 2. an R_ref und R_x dieselbe Spannung anzulegen und die die Ströme zu vergleichen, 3. U und I an bzw. durch R_x separat zu messen, wobei in die Erzeugung von I der R_ref eingeht. > ohne irgendwelche Umwege über Spannungen, OpV-Lupenschaltungen > oder gar Konstantstromquellen. Das geht nicht; auch die Methode mit einem R_ref und einem hochauflösenden ADC ist eine indirekte (ratiometrische) Messung: I_x = I_ref; vergleichen werden U_x und U_ref. Ich spare mir aber weitere Ausschmückungen dazu. Ich setze dieses Jahr mal eine Runde aus bei diesem Thema. Vielleicht nächstes Mal wieder...
Gerhard O. schrieb: > Mit Wandlern wie MAX11200, CS55xx u.ae. gab es noch nie Probleme Uff, bloss weil du keine kennst ? Das allererste Problem ist die Beschaffbafkeit und der Preis von solchen Boutique-Teilen. Besonders hübsch wenn man sie in eine Schaltung eindesignt hat und in Zeiten der Chipknappheit drauf angewiesen ist. Dann gibt es das Software-Problem, die Dinger müssen erst verstanden werden dann der passende code geschrieben werden. Wer Ingenieur ist, verzichtet auf solche vorgefertigten IC die einem das Denken zwar abnehmen, dafür aber unveränderlich so sind wie sie sind. W.S. schrieb: > Ich sehe das ebenso wie Gerhard. Wissen ist keine Meinung. Du musst es halt noch lernen.
W.S. versteht das wie ich als, dass der Messstrom durch beide Widerstände gleich fließt und das "Voltmeter" das Verhältnis zwischen beiden Widerständen misst. Oben ist FSC, unten ist 0". Ganz gleich, welche OPV Schaltung man einsetzt, hat der OPV noch einen zusätzlichen Bezug nach irgendwo. Das gilt auch für Instrumenationsverstärker (Der braucht ja auch einen Bezugspunkt am Ausgang) und ist dann keine "pure" Verhältnismessung nach erstem Prinzip mehr. Wenn man z.B. mit einem umschaltbaren ADC Wandler mit Differenzeingängen nacheinander alle 4-Leiter RTD-Bezugspunkte mit Vref über Vergleichswiderstand differenziell erfasst, kann man das sauber erfassen und zuordnen. Da ist dann keine Analogkalibrierung mehr notwendig. Durch Auto Kalibrierung das ADCs werden auch diese Fehler minimiert. (Auch wenn der ADC intern einen PGA hat, ist der bei allen Kanälen immer derselbe und eine regelmäßige Gain/Offset Kalibrierung betrifft dann alle Messkanäle). Ich finde diese Methode sauberer als eine OPV Schaltung die genauestens arbeiten muss um Offset und Gain Fehler genügend klein zu halten. Durch die einzelnen Messungen erzielt so ein ADC immer noch eine bessere Genauigkeit als traditionelle Methoden, wo mehrere Komponenten zusammenspielen müssen. Driftarme oder Zero-Drift OPV Typen gehen auch ins Geld. Früher hätte ich es auch mit OPV gemacht; aber, seitdem es versatile Multi-Kanal differenzielle ADCs gibt, finde ich, dass es so besser geht.
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Egon D. schrieb: > Nein. "Ratiometrische Messung" bedeutet "Verhältnis- > messung". > Ob Spannungen, Ströme, Widerstände oder Strecken ins > Verhältnis gesetzt werden, spielt keine Rolle. Es spielt eine Rolle, mein Lieber. Immer Gleichartiges miteinander vergleichen bzw. ins Verhältnis setzen. Nicht Spannungen mit Widerständen oder Ströme mit Strecken - oder wie es der Volksmund sagt: Äpfel mit Birnen. Es ist nicht meine Absicht, hier unfreundlich zu werden, aber nimm lieber von dem Vorhaben, dazu mal einen Artikel oder sonstwas zu verfassen, erstmal Abstand. W.S.
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Egon D. schrieb: > die Wheatstone-Brücke Die haben wir hier nicht. Ein Brücke zwar, aber keine Wheatstone-Brücke. Die wird nämlich mit einem Referenzwiderstand abgeglichen (die Brückenspannung auf 0V gebracht (das ist soweit noch wie beim OPV), weil dies die Spannung ist, die man am genauesten messen kann. Zumindest damals) und dann wird der unbekannte Wert an der Einstellung dieses Widerstands abgelesen. (Und das ist hier nicht) Wie versprochen hier mal ein Vorschlag von mir. Links ein ADC (ich habe hier irgendein ADC Symbol gegriffen) mit differenziellen Eingängen und Referenzspannungsanschluss, dem entweder eine externe Referenzspannung zugeführt oder die interne ausgegeben wird. Die absolute Genauigkeit ist nicht wichtig. Sie sollte wenigstens halbe Betriebsspannung besitzen. Diese Spannung wird über einen Spannungsteiler einer Stromquelle zugeführt. Zu beachten ist, dass diese Widerstände alle vor allem temperaturstabil sein müssen. Die Spannung liegt durch die Gegenkopplung auch über R2, der 1. Referenzwiderstand in dieser Schaltung. Der Strom durch R2 muss zuvor durch den Pt1000 und R1, dem 2. Referenzwiderstand. R2 ist zur Erzeugung, R1 zur Überprüfung des Referenzstroms zuständig. Man kann auch R1 weg lassen und über R2 messen. Man kann die Überprüfungsmessung auch ganz weg lassen. Dann reicht auch ein 1-Kanal ADC. Wie man sieht, werden die Messungen beider ADC-Eingänge per 4-Leitermessung durchgeführt. Über die ADC-Eingänge (parallel zu den jeweiligen Widerständen) sollten noch kleine Kondensatoren gesetzt werden. Wie über die Betriebsspannungen der ICs und Vref selbstverständlich auch. Problematisch bei den ICs sind Offsetspannungen und Temperaturdrift. Darauf muss bei der Auswahl geachtet werden. Man kann zusätzlich noch den Spannungsteiler R3/R4 umschaltbar gestalten oder gar den Strompfad TH1 & R1 umpolbar gestalten. Damit lassen sich dann auch zusätzlich auftretende Thermospannungen herausrechnen. Wenn in stehenden Gasen gemessen werden soll, würde ich zusätzlich Vref abschaltbar gestalten. Bei strömenden Gasen oder in Flüssigkeit fällt die Selbsterwärmung weniger ins Gewicht. Tja ... und den Rest muss dann die Software übernehmen. Gruß Jobst
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Ich bin total fasziniert, wie eitel die aufgezeichneten Lösungen die Aufgebenstellung erfüllen. Darin seid ihr wahrliche Cracks! Und das Ganze nur mit LM358 - WOW !!! Hemdo schrieb: > Ich muss den Messwandler bauen, weil es eine Aufgabe für die Universität > ist, ihn so einfach wie möglich zu bauen.
Claudius schrieb: > Ich bin total fasziniert, wie eitel die aufgezeichneten Lösungen die > Aufgebenstellung erfüllen. Darin seid ihr wahrliche Cracks! > > Und das Ganze nur mit LM358 - WOW !!! > > Hemdo schrieb: >> Ich muss den Messwandler bauen, weil es eine Aufgabe für die Universität >> ist, ihn so einfach wie möglich zu bauen. Eitel? Mal sehen: 1) MAX31865 Modul beziehen. 2) MAX31865 Bibliothek von Github runterladen 3) uC Bord und Modul mit ein paar Drähten miteinander verbinden 4) Beispielcode zum Testen Flashen 5) Code etwas für das Projekt anpassen 6) Fertig Das alles läßt sich in kürzester Zeit erledigen.
W.S. schrieb: > Egon D. schrieb: >> Nein. "Ratiometrische Messung" bedeutet "Verhältnis- >> messung". >> Ob Spannungen, Ströme, Widerstände oder Strecken ins >> Verhältnis gesetzt werden, spielt keine Rolle. > > Es spielt eine Rolle, mein Lieber. Immer Gleichartiges > miteinander vergleichen bzw. ins Verhältnis setzen. Nicht > Spannungen mit Widerständen oder Ströme mit Strecken [...] Ähhh... ja. Und? Das versteht sich ja wohl von selber. Die Forderung ist übrigens erfüllt, wenn man die Ausgangs- SPANNUNG des OPV zur Speise- SPANNUNG der Brücke ins Verhältnis setzt, was ja der Ausgangspunkt war.
Jobst M. schrieb: > Egon D. schrieb: >> die Wheatstone-Brücke > > Die haben wir hier nicht. Schlag' einfach in einem Messtechnik-Lexikon Deiner Wahl nach -- und informiere Dich nebenbei über den Unterschied von Ausschlagsverfahren und Kompensationsverfahren.
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Jobst M. schrieb: > Wie versprochen hier mal ein Vorschlag von mir. Da bist du ziemlich umständlich. Ich mache hier mal einen anderen Vorschlag, siehe Bild. Als ADC hab ich mal einen MCP355x von Microchip genommen. Dazu ein Widerstand als Referenz, der Wert ist relativ egal, solange der Widerstand gute Stabilität hat, der Wert genau gemessen wurde und die Spannung über dem Temperaturfühler nicht zu groß wird. Also rechne mal ungefähr das 5..10fache des Sensors. Als Referenz dient hier Vcc, man könnte auch diese noch etwas filtern und glätten. Der Temperatursensor kann mit Kelvinkontakten abgetastet werden. Einziges Ärgernis ist die relative Niederohmigkeit des ADC-Einganges. Grob gesehen liegt die so etwa im unteren Megaohm-Bereich und das halte ich für einen PT1000 für zu niederohmig. Ich schrieb ja schon weiter oben, daß es da sinnvoll wäre, einen PT100 zu nehmen anstelle des PT1000. Oder einen guten OpV mit FET-Eingängen und geringer Offsetspannung als Spannungsfolger dazwischenschalten. So, das war die komplette Hardware. Man erhält also den Wert des Sensors als Zahl vom ADC. Auf den ersten Blick scheint da der Wert des Referenzwidestandes zu fehlen. Aber dem ist nicht so. Den Zählbereich (also den "Skalenendwert") des ADC kennt man ja, wenn man ins Manual geschaut hat und da über dem Referenzwiderstand die Differenz zwischen der Referenzspannung und dem Sensor ansteht, weiß man auch, daß digital gesehen dem die Differenz zwischen dem Skalenendwert und dem vom ADC gemessenen Wert ansteht. Genauer gesagt ist es: Urref = Ureferenz - Ugemessen und das ist gleich VALref = (Skalenendwert+1) - VALgemessen Und damit hat man beide Werte digital vorliegen: Spannung über dem PT und Spannung über dem RefWiderstand. Und außer der o.g. Niederohmigkeit der Meßeingänge des ADC und der präzisen Kenntnis des Referezwiderstandes spuckt einem da fast nix in die Suppe. Um ganz genau zu sein, spielen auch noch die Leitungs- und Kontaktwiderstände eine Rolle, aber da man den Referenzwiderstand zumindest an einer Seite mit Kelvinkontakt abtasten kann und dieser so etwa 5..10 mal so groß ist wie der Sensor, ist besagte Rolle recht klein, so daß sie nur unwesentlich ins Gewicht fällt. W.S.
Hallo m.n., m.n. schrieb: > Peter M. schrieb: >> Die 400 Kelvin Temperaturbandbreite wird als auf 600 unterschiedlichen >> Werten abgebildet. Das sind dann nur 400 Kelvin / 600 count =~ 0,67 >> Kelvin / count. > > Dabei vergisst Du, daß sich bei 400 °C die Ausgangsspannung nur zu 1/3 > des Wertes bei 0 °C ändert. Durch den Spannungsteiler wird die Auflösung > zusätzlich verkleinert. Eine Stromquelle könnte dies umgehen, aber eine > ratiometrische Messung auch fehleranfälliger machen. ja, die Spannungsänderung ist nicht proportional zur Widerstandsänderung.
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Egon D. schrieb: > Jobst M. schrieb: > >> Egon D. schrieb: >>> die Wheatstone-Brücke >> >> Die haben wir hier nicht. > > Schlag' einfach in einem Messtechnik-Lexikon Deiner Wahl > nach -- und informiere Dich nebenbei über den Unterschied > von Ausschlagsverfahren und Kompensationsverfahren. Und haben wir nun eine Spannung über der Brücke oder drehen/schalten wir an einem Widerstand? Auch wird bei einer Wheatstone-Brücke kein Strom von außen zugeführt. W.S. schrieb: > Da bist du ziemlich umständlich. Das kann man sehen, wie man möchte. Natürlich kann man mit Deiner Schaltung auch messen. Vielleicht liegt es auch daran, dass ich aus einem Bereich komme, in dem man Temperaturen auf 3 Stellen hinter dem Komma misst (um unsere Produkte mit 2 Stellen hinter dem Komma zu justieren) und eine gewisse Ausfallsicherheit notwendig ist. Ich möchte auch einen Nachtrag meiner Schaltung liefern. Ich hatte gestern noch einen speziellen ADC im Kopf. Besser ist hier in diesem Fall aber eine Referenzspannung von 1 bis 1,5V auch für den ADC. Bei dieser Schaltung kann man außerdem die Spannung über R1 einfach von der über TH1 abziehen und hat so den Nullpunkt. Der gemessene Wert ist linear zu TH1. Gruß Jobst
Peter M. schrieb: > ja, die Spannungsänderung ist nicht proportional zur > Widerstandsänderung. Ich muß mich auch korrigieren. Die Angabe 1/3 bezog sich auf die von mir gezeigte Schaltung mit 1 kOhm Widerstand zum PT1000. Du hattest wohl die Schaltung mit LM358 mit 10 kOhm gemeint. Aber diese ist für mich so unterirdisch, daß ich sie völlig ausgeblendet hatte. Es ist keine gute Idee, das Messsignal erst stark abzuschwächen, um es anschließend wieder fehlerbehaftet zu verstärken. Norbert schrieb: > Der RP2040 hat jedoch bei 1×/3×/5×/7× 2^9 heftige Beulen in der Kurve. Das wollte ich auch noch einmal aufgreifen. Zur Schaltung mit RP2040 hatte ich ja noch die Messdaten im Bereich -54 °C - 388 °C mit den zugehörigen ADC-Werten (1802 - 2912)aufgezeichnet: https://www.mikrocontroller.net/attachment/551294/PT1000_heiss_und_kalt.txt Der angezeigte Wert 2544 (5 x 512 - 16 für den Offset) wird einmal "getroffen" und liefert völlig plausibel 170 °C. Auch die Werte im Umfeld fallen nicht aus der Reihe. Hat man diesen Fehler vielleicht behoben?
m.n. schrieb: > Der angezeigte Wert 2544 (5 x 512 - 16 für den Offset) wird einmal > "getroffen" und liefert völlig plausibel 170 °C. Auch die Werte im > Umfeld fallen nicht aus der Reihe. > Hat man diesen Fehler vielleicht behoben? Gute Frage. Ich hatte Prutsch- und Bastelmäßig einen 2200µF Elko und parallel einen 27kΩ Widerstand an den ADC gehängt, aufgeladen und über mehrere Minuten die Entladespannungskurve geloggt. Immer 16 Werte gemittelt um die Datenmenge zu reduzieren. (Trotzdem noch 31250 pro Sekunde) Die zu erwartende Kurve sah Lehrbuchmäßig aus, aber wenn man mit GNUplot an den passenden Stellen hinein gezoomt hat, dann sah man die Dellen sehr deutlich. Habe hier: CPUID -> '0x410cc601' 41 ARM 0 Revision 0 c ARMv6-M architecture c60 Cortex-M0+ 1 Patch 1
Jobst M. schrieb: > Vielleicht liegt es auch daran, dass ich aus einem Bereich komme, in dem > man Temperaturen auf 3 Stellen hinter dem Komma misst... Scherzbold. OK, messen kannst du bei Bedarf auch noch viel mehr Stellen - ob und wie genau, ist eine andere Frage. Für 2 Nachkommastellen oder gar drei davon mit einem PT, da müßtest du selbst bei Klasse AA noch individuell kalibrieren. Naja und wenn ich mir deinen zweiten Entwurf anschaue, dann komme ich zu dem Schluß, daß du offenbar nur kompliziert kannst. Einschließlich der Fehler durch zu viele toleranzbehaftete Bauteile. W.S.
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m.n. schrieb: > Das wollte ich auch noch einmal aufgreifen. > Der angezeigte Wert 2544 (5 x 512 - 16 für den Offset) wird einmal > "getroffen" und liefert völlig plausibel 170 °C. Auch die Werte im > Umfeld fallen nicht aus der Reihe. Habe mal zur Veranschaulichung einen schnellen Plot angehängt.
Norbert schrieb: > Habe mal zur Veranschaulichung einen schnellen Plot angehängt. Da mußt Du mir auf die Sprünge helfen: Laut Datenblatt würde ich vertikale Sprünge erwarten. Mein Pico-Board habe ich leider nicht griffbereit, um die CPUID auszulesen.
m.n. schrieb: > Laut Datenblatt würde ich vertikale Sprünge erwarten. > Mein Pico-Board habe ich leider nicht griffbereit, um die CPUID > auszulesen. X-Achse: samples (und letzten Endes die Eingangsspannung) nach V = e^-(t/tau) Y-Achse: ADC-Werte Plateaus: während dieser speziellen Zeiten (Spannungen) liefert der ADC keine kontinuierlichen Werte sondern bleibt auf diesen Positionen »hängen« (nennen wir's mal so) Anders herum ausgedrückt, im flachen Bereich bei zB. einem ADC-Wert von 3584 können leicht unterschiedliche Spannungen anliegen die aber alle auf 3584 abgebildet werden. Ich muss aber gestehen, als ich die Kurve das erste Mal sah, hatte ich in etwa die gleichen Gedanken wie du. ;-)
W.S. schrieb: > Scherzbold. Nein. > Für 2 Nachkommastellen oder gar drei davon > mit einem PT, da müßtest du selbst bei Klasse AA noch individuell > kalibrieren. Justieren. Tun wir. Dafür haben wir unser Kalibrierlabor. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Kevin M. schrieb: > >> Jobst M. schrieb: >>> Der geht nur mit 3,3V, also den Arduino auch mit >>> 3,3V betreiben. >> >> falsch.... >> > https://www.exp-tech.de/sensoren/temperatur/8326/adafruit-pt1000-rtd-temperature-sensor-amplifier-max31865rr > > Auch wenn es da irgendwelche Module gibt: Meine Aussage war für den > MAX31865, um den ging es und auf den trifft meine Aussage zu. (Das muss Habe jetzt nach langen diskutieren und verlinken dieses Beitrages ihn überreden können diesen max31865 zu verwenden. Damit wäre es dann möglich die 400 grad zu messen richtig? Und irgendwas löten müsste ich dann auch nicht
Da ist die "Hausinterne" Skalierung auf 16Bit beim Raspberry, bzw. Beim Phyton, damit die ADC-Lesefunktion auf allen Boards funktioniert, hat man das so gemacht. Statt der ADC-Read16 kann man wohl auch auch ne andere Routine bemühen, die tatsächlich die unskalierten rohwerte ausgibt. Dazu müsste ich aber selbst schnell nochmal recherchieren. Ich habs auch nur hier irgendwo aufgeschnappt. https://forums.raspberrypi.com/viewtopic.php?t=327209
Hemdo schrieb: > Habe jetzt nach langen diskutieren und verlinken dieses Beitrages ihn > überreden können diesen max31865 zu verwenden Moderne Ingenieure. Heillos überfordert, wenn es kein Arduino-shield gibt. Können die simplest mögliche OpAmp Schaltung nicht berechnen und aufbauen. Müssen auf vorgekaute Problemlösung aus Amerika warten.
Hat nicht mit nichts berechneten zu tun. Aber hier wurde ja oft genug gesagt dass die Schaltung mies ist. Finde es eher lustig wie viel Zeit manche Leute damit verschwenden hier sinnlose Kommentare abzugeben.
Hemdo schrieb: > Damit wäre es dann > möglich die 400 grad zu messen richtig? Hemdo schrieb: > Finde es eher lustig ... ... wie wenig eigenes Denken noch zählt und nicht eine Frage selbst beantwortet werden kann. Nichts gerafft aber dicke Backe!
ich hab mal was mitm MAX6675 und einem ESP32 zusammengesteckt. war aber kein PT1000, ging auf anhieb und ich war in zwei Stunden fertig und konnte mir die Temperaturen als Graph aufs Handy schicken. Browserbasierend. War aber nur um mal mit zu spielen, wollte fürn Kumpel vom Gargut die Temeratur regeln. Ging auch nicht bis 400Grad. Verstanden hab ich da auch nix. Dann doch besser mitm OPV was selbstbauen und zufrieden sein, auch erklären zu können, was man da genau wie und warum gebastelt hat. Ich finde ja nicht mal meher das Projekt von damals im Netz... https://github.com/krzychb/esp32-lna http://www.esp32learning.com/code/esp32-and-max6675-example.php https://how2electronics.com/iot-industrial-temperature-monitor-with-max6675-esp8266/
m.n. schrieb: > Hemdo schrieb: > >> Damit wäre es dann >> möglich die 400 grad zu messen richtig? > > Hemdo schrieb: > >> Finde es eher lustig ... > > ... wie wenig eigenes Denken noch zählt und nicht eine Frage selbst > beantwortet werden kann. > Nichts gerafft aber dicke Backe! Wollte doch nur Erfahrungswerte hören mein Gott man kann sich auch anstellen. Antwort könnt ihr euch sparen, habe in einem englische Forum parallel mitgefragt. Was kam da? Konstruktive Vorschläge, Anregungen, normale Diskussionen und keinen thread bei dem mehr als die Hälfte der Beiträge aus unnötigen Kommentaren von Internet Rambos kommen. Ciao
Jobst M. schrieb: >> kalibrieren. > > Justieren. > > Tun wir. Ach? Ihr fummelt noch immer mit einem Einstellregler herum, anstatt die Kalibrierwerte in einem EEPROM zu speichern? Naja, viele Wege führen nach Rom. W.S.
W.S. schrieb: > Ach? Ihr fummelt noch immer mit einem Einstellregler herum, anstatt die > Kalibrierwerte in einem EEPROM zu speichern? Nee, Jobst kennt einfach nur den Unterschied zwischen Justieren und Kalibrieren.
Hemdo schrieb: https://www.exp-tech.de/sensoren/temperatur/8326/adafruit-pt1000-rtd-temperature-sensor-amplifier-max31865 > Damit wäre es dann möglich die 400 grad zu messen richtig? Ja. > Und irgendwas löten müsste ich dann auch nicht? Naja, die Verbindungsleitungen zum Controllerboard muss man schon noch anlöten. Mit dem Bruder, dem MAX31866, habe ich mit K-Thermoelementen schon zwei Temperaturanzeigen für Pizza- und Brotbacköfen gebaut. Geht problemlos bis über 700°C. Mehr wurde der Ofen noch nicht beheizt.
W.S. schrieb: > Ach? Ihr fummelt noch immer mit einem Einstellregler herum, anstatt die > Kalibrierwerte in einem EEPROM zu speichern? Nein, wir speichern Justagewerte in einem EEPROM. Die Kalibrierung passiert auf einem Stück Papier, dass sich dann Kalibrierschein nennt. Denn die Kalibrierung ist nur die Feststellung der Abweichung, bzw. die Feststellung der Einhaltung der erlaubten Grenzen. Ohne Veränderungen am Gerät vorzunehmen. > Naja, viele Wege führen nach Rom. Nur wenn man sich ständig verläuft ... Gruß Jobst
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Gerhard O. schrieb: > Meine Meinung zum Thema ist, wenn momentan nicht der Weg das Ziel ist, > sondern es gilt ein Laborexperiment weiterzubringen, es alternativ mit > einer MAX31865 Bord zu verwirklichen um die Labormessung zu ermöglichen. > Da gibts auch fertige Bibliotheken dafür. Gerhard, da bin ich auch deiner Meinung. Aber was anderes! Ich kann dich nicht mehr über Whatsapp erreichen. Mail hab ich dir auch schon geschrieben. Zumindest schön zu lesen, dass es dir gut zu gehen scheint.
Frank O. schrieb: > Aber was anderes! Ich kann dich nicht mehr über Whatsapp erreichen. > Mail hab ich dir auch schon geschrieben. Hallo Frank, nette Ueberraschung und dank der Nachfrage! Ich habe schon länger dort nicht mehr nachgeschaut. Mail ist allerdings auch keine da. Ich werde bei W.A. nachschauen. Habe gerade nachgeschaut. Seit Februar nichts mehr. vg, Gerhard
Gerhard O. schrieb: > Habe gerade nachgeschaut. > Seit Februar nichts mehr. Schicke mir doch bitte eine Mail! Hab mir schon Sorgen gemacht ...
Frank O. schrieb: > Gerhard O. schrieb: >> Habe gerade nachgeschaut. >> Seit Februar nichts mehr. > > Schicke mir doch bitte eine Mail! > Hab mir schon Sorgen gemacht ... OK. Gerade abgegangen. Auch in W.A.
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