[Bembel]

Hi,

hier möchte ich eine Auswerteschaltung für den PT100 zur Diskussion stellen.
Die Schaltung müsste soweit funktionieren, vielleicht gibt es ja trotzdem Verbesserungsvorschläge.

Hintergrund:
Es handelt sich hierbei um eine kleine fächerübergreifende Projektarbeit im Rahmen meiner Weiterbildung. Uns wurde erlaubt eine fertige Schaltung zu verwenden, von daher hab ich auch keine Skrupel diese selbst ausgegrübelte, mit euch zu diskutieren.

Folgende Vorgaben wurden mir gemacht:
-Temperaturmessung mittels PT100 in 4-Leiterschaltung
-Budget 30€
-Nullabgleich und Kalibrierfähigkeit
-Temperaturmessbereich: 0-80°C

Bild 1

Edit:
Sorry, die Bildqualität ist nicht gerade die beste. Eine lösung um hier PDFs rein zu bekommen gibts noch nicht, oder?

[kahlo]

Hey Bembel, du nutzt die Uploadfunktion schneller, als ich sie einrichten kann

Nun sollte es gehen.

[Bembel]

Zur Spannungsversorgung wollte ich ein kleines koventionelles Netzteil mit Printtrafo und Längsreglern verwenden.

Allerdings weiß ich noch nicht was ich für die +5V nehme. Der 7805 ist ja jetzt nicht so geil präzise

[christianw.]

Da gibts auch was fertiges von Maxim.


Z.B.

http://www.maximintegrated.com/en/produc...31865.html

[voltwide]

Unser Mäxchen nun wieder

Aber mal im Ernst - PT100 liefern ziemlich kleine Signale, da würde ich beim ersten Diff-Verstärker schon mal deutlich mehr als 5-fache Verstärkung ansetzen.

Stromspeisung ist in erster Näherung ok, zur korrekten Linearisierung des quadratischen Terms braucht es aber noch mehr, wenn ich mich da so recht erninnere.

Ich habe übrigens nie verstanden, wieso die Industrie sich auf PT100 eingeschossen hat, mit PT1000 hat man deutlich weniger Driftprobleme der nachgeschalten Vorverstärker.

Ich hab das DB des MaximTeils nicht betrachtet, gehe aber davon aus, dass Du damit auf jeden Fall besser bedient bist als mit dieser diskreten Lösung.

[christianw.]

Allerdings hat das Maxim-Teil nen SPI Anschluss, ohne UC sinkt nicht zu gebrauchen.

Die haben auch schöne Lösungen für K-Type Fühler.

[Bembel]

Eine weitere Vorgabe ist eine analoge Realisierung (Digitalanzeige erlaubt)
Natürlich ist diese Aussage recht schwammig, ich denke sie zielt jedoch auf eine diskrete Lösung ab.
Von daher scheidet der MAX aus.

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Auch der PT100 ist ein Muss.

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Der Quadratische Term...


den werde ich mal schön vernachlässigen, die Annahme der Linearen Widerstandsänderung von ca. 0,4%/°C genügt völlig.

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Wegen der Verstärkung des INA, klar ich könnte die Verstärkung hochdrehen. Aber bringt mir das mehr Genauigkeit wenn ich mit dem Nachgeschalteten op die Verstärkung eh wieder abschwäche?

Insgesamt muss meine Verstärkung -2.5 betragen.
Momentan macht der INA im unbeschalteten zustand 5, und der Summierer -0,5

[voltwide]

Es wundert mich, dass Du nur sowenig Verstärkung brauchst, aber meine PT100-Forschung liegt nun auch schon ein paar Jährchen zurück.

[voltwide]

Im übrigen lässt sich die Schaltung sicher noch vereinfachen.
Der Ansatz mit der Stromsteuerung ist schon mal völlig ok
.
Da am n.inv. Eingang = dem" kalten" Ende des PTC100
per Def die konstante RefSpg anliegt, könntest Du auch mit einem EinzelOPV anstelle des INA auskommen:

+Eingang an das kalte Ende des PT100
-Eingang über R1 zum "heißen" Ende des PTC100 und über R2 zum eigenen Ausgang
-Verstärkung = R2/R1
- kein Problem mit GleichtaktEffekten, da die Gleichtaktspannung hier KONSTANT ist!

Also EIN Dual-Opv - und fertig!
klar soweit?

[alfsch]

...etwa so:
[Bild: Bild0240.gif]
von
http://www.umnicom.de/Elektronik/Sonstig...ap223.html

[christianw.]

Ich werf noch mal den MAX6603 in die Runde:

http://www.maximintegrated.com/en/produc...X6603.html

http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX6603.pdf


MAX6603
Dual-Channel, Platinum, RTD-to-Voltage Signal Conditioner

Replaces Expensive, Discrete Solutions while Reducing Board Space by Offering Complete Automotive Fault Protection Against ESD (±8kV Rated) and Short-to-Battery Fault, Plus Sensitive Microcontroller Inputs Protection


Amplifies Pt RTD Temperature Signals
±5kV ESD Protection on RTD Inputs
+16V Overvoltage Fault Protection on RTD Inputs
Low RTD Excitation Current Minimizes Self-Heating Errors
Small, 10-Pin TDFN Package
Fully Ratiometric Operation
No Calibration Required for Standard RTDs
RTD Diagnostic Check
High Accuracy: ±6°C (ma from +400°C to +600°C




Overkill wäre dann:
http://www.maximintegrated.com/en/produc...X1454.html

Edit:

Wie bekommt man die Dateien in den Beitrag (inline)?

[kahlo]

Für Bilder nimmt man den Bilderuploader.
Für Dateien nimmt man den Dateiuploader.

Was ist daran unverständlich?

[christianw.]

Bei 2 verschiedenen Knöpfen.. Kenne ich so nicht.

[Bembel]

Die 4-Leiterschatung ist ein Muss...
Und mit so etwas hoch integriertem zu arbeiten ist nicht Sinn der Übung.
Die Temperaturmessung muss nicht unbedingt ultra-präzise sein. Sie muss den genannten Kriterien entsprechen und sollte weitestgehend diskret aus Standartbauteilen aufgebaut werden.

Dein Mäxchen wäre ein 'Overkill' und gefühlt am Ziel der Übung vorbei.

--

Ich denke ich hab Dich so richtig verstanden?:


Bild 2

Jep, wäre auch eine Möglichkeit.
Einziges Manko: Die Bezugsspannung der Anzeige ist 2,5V und nicht die gemeinsame Masse.
Damit wären wir wieder bei dem Thema das ich mir nicht sicher bin ob das Probleme geben könnte.

Der Link zum Anzeigeelement:
http://www.reichelt.de/Messinstrumente-L...WKID=0&

---
Habe gerade folgenden Hinweis entdeckt:

Zitat:Hinweis: Die Betriebsspannung muss galvanisch von der zu messenden Spannung getrennt sein, z.B. über eine 9 Volt-Block Batterie.

Gut dann halt nochmal anderes als zuerst gedacht.

[voltwide]

Also das Front-End würde ich so lassen wie Du es gezeigt hast.

Dein DVM hat erwartungsgemäß ein pos RefSpannunng bei Eingang-GND".

Jetzt fehlt also nur noch ein DiffVerstärker als ZwischenGlied, der genau auf diese Spannung referenziert. Das sollte zu schaffen sein

Btw, warum geht R1 nicht nach Masse?

[voltwide]

Am einfachsten wird es sein, die 2,5V Ref zu ersetzen durch die Ref des DVM!
Spart ne Ref und das offset-Problem wäre gelöst!

[Bembel]

Zitat:Original geschrieben von voltwide

Btw, warum geht R1 nicht nach Masse?

Das kann ich nicht machen, U3 Verstärkt mit Vo/Vi= -2,5. Das "heiße" Ende des PT100 muss also negativer werden wenn ich bei steigender Temperatur auch eine positive Ausgangsspannung haben möchte.

Zitat: Original geschrieben von voltwide
Dein DVM hat erwartungsgemäß ein pos RefSpannunng bei Eingang-GND".

Woher nimmst du diese Info? Ist die Spannung genau bekannt? Hab ich eine Angabe übersehen?

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Am einfachsten wird es sein, die 2,5V Ref zu ersetzen durch die Ref des DVM!
Spart ne Ref und das offset-Problem wäre gelöst!

R4 und R1 müssten dann neu Dimensioniert werden. Die Neue Rev. Spannung müsste konstant sein.

[Bembel]

-Funktionierende Lösungen bekomme ich hin.
-Aber eine elegeante funktionierende... iregndwo klemmts immer.

Für heute ist Feierabend.

[Bembel]

So,
hier jetzt eine (imho) funktionierende Schaltung:


Bild 3

Ich hab jetzt ganz einfach das getan was im Datenblatt der Anzeige steht: Die Versorgungsspannung Galvanisch zur Messchaltung getrennt. Und gut is.

Ich denke so könnte es werden.

[voltwide]

Du musst mal das DVM-meter genauer betrachten (Schaltplan!).
Ich glaube nicht, dass Du dem so einfach Deine 2.5V Ref aufzwingen kannst.