Messen mit einem PT100

Diskutiere Messen mit einem PT100 im Was ich unbedingt noch sagen wollte... Forum im Bereich Kaffeeklatsch; Hallo, wir haben ja einige Elektrofreaks im Forum. Daher stelle ich die Frage hier. Mein großes Ziel ist es meinen Wasserkocher zu PIDen. Dazu...

  1. #1 ChristianK, 11.01.2010
    ChristianK

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    Hallo,
    wir haben ja einige Elektrofreaks im Forum. Daher stelle ich die Frage hier.

    Mein großes Ziel ist es meinen Wasserkocher zu PIDen. Dazu möchte ich ein Arduiono-Board (Microcontroller) verwenden, dass liegt hier noch herum. Dann brauche ich sonst nicht viel kaufen. Außerdem macht es mir Spaß mit dem Board zu arbeiten.

    Aber im ersten Schritt baue ich erst einmal ein Thermometer auf.

    Meine Idee ist es einen Spannungsteiler zu bauen. Sprich den PT100 und einen Widerstand in Reihe zu schalten, 5V anlegen und die Teilspannumg am PT100 über den analogen Eingang am Microcontroller zu messen. Der gibt mir dann einen Wert von 0-1023 zurück. Damit kann ich dann rechnen.

    Ich habe viel zum Thema messen mit einem PT100 gegoogelt. Ein paar Dinge sind mir trotzdem noch unklar.

    Ich lese in dem Zusammenhang immer wieder über Konstantstromquellen. Ist der Strom den mir ein Microcontroller liefert nicht konstant genug um zu messen? Die Abhängigkeit von Spannung und Messergebnis ist mir schon klar. Nur wie viel schwankt den der Strom aus einem Netzteil oder an so einer Platine?

    Linearität ist das zweite Thema welches mir begegnet. Manche Leute schreiben, dass die PT100 Bauteile linear sind und andere linearisieren in Hardware oder in Software. Wovon hängt es ab ob ich hier etws tun muss?

    Vielen Dank
    Gruß
    Christian
     
  2. #2 koffeinschock, 11.01.2010
    koffeinschock

    koffeinschock Mitglied

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    AW: Messen mit einem PT100

    der pt-100 ist linear (für alle nicht-physiker ist diese annahme vollkommen ausreichend). 5V sind viel zu viel - der pt-100 wird sich durch den entstehenden strom erwärmt und verfälscht ziemlich das meßergebnis. die konstantstromquelle sorgt dafür, daß das eben nicht passiert. über das pt-100 sollten im idealfall nicht mehr als 1.0mA angelegt werden. wenn die spannung von deinem µC schwankt, verändert sich eben auch der gemessene wert (r=u/i). da du wahrscheinlich ein klasse B-element im zweileiteraufbau verwendest, wirst du aber eh zum schluß irgendwo ±1K genauigkeit landen. und das sollte für den wasserkocher mehr als ausreichend sein, da die heizplatte noch ein ganzes weilchen nachheizen wird und somit die temperatur nicht genau passt.
     
  3. #3 KardinalWest, 11.01.2010
    KardinalWest

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    AW: Messen mit einem PT100

    @ koffeinschock

    Ich dachte das Problem wäre, dass sich durch den Stromfluss die Messleitung zum Sensor miterwärmt?

    Habe aber im Hinterkopf, dass sich der Effekt durch eine Verwendung einer zweiten Messleitung mit einem anderen Vorwiderstand elimieren lässt.

    Gruß - Tom
    PS: (Nicht hauen, bin nur Bautechniker... ;-))
     
  4. #4 MarioAtJazz, 11.01.2010
    MarioAtJazz

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    AW: Messen mit einem PT100

    Zum Thema Messen:
    Messen ist eine Frage der Genauigkeit, überlege dir wie genau die Wassertemperatur sein soll und im welchem Temperaturbereich du wie genau messen willst.
    z.B Messen von 0-100 Grad (nur zur Information, Genauigkeit 2 Grad reicht), aber zwischen 90 und 95 soll es auf 0.5 Grad genau sein.

    Der Prozessor teilt die analog-Refernzspannung in 1024 Schritte. Sieh mal im Datenblatt nach wie genau diese ist; die ist nämlich nicht so präzise immer 2.5 Volt !!!! Teile die Ober und Untergrenze dieser beiden Werte durch 1024, dann siehst du, auf wieviele Grad genau du bestenfalls messen kannst.

    Üblicherweise versorgt man (in einfachen Schaltungen) den PT100 (oder Pt1000, 2000, 10000) über einen Spannungsteiler mit Strom. Da der PT100 seinen Widerstand ändert, ändert sich der Strom durch den Spannungsteiler und damit hat man eine zusätzliche Nichtlinearität. Die kann in einem engen Temperaturbereich vernachlässigt werden. Nachrechnen empfohlen ! Wem das zu ungenau/nichtlinear ist, braucht eine Stromquelle, die Temperaturkompensiert und PRÄZISE ist!

    Es gibt hier 2 Nichtlinearitäten: Die des PT100, die gelegentlich interessant ist. Und die durch die Meßschaltung bedingten!

    Nimm einen PT1000 oder Pt2000, die kommen mit weniger Strom aus.

    10Volt (aus Präzisionsquelle)
    ------
    |
    6 kOhm 0.1%
    |
    +-------- Ua
    |
    PT1000
    |
    -----+--------

    Annahme (!!!!) UrefAnalog zwischen 2.4 und 2.6 Volt Exemplarstreuung :
    2.4 /1024 = 2.3437 mV
    2.6 /1024 = 2.5390 mV

    0 Grad:
    Ua = 10 (1000/(1000+6000)) = 10/7 = 1.42857 Volt
    bei 2.4 VoltARef: 1.42857 / 0.0023437 = 609 im Wandlerregister
    bei 2.6 VoltAref: 1.42857 / 0.0025390 = 563 im Wandlerregister


    Wenn du das dann für alle 10 Grad rechnest, siehst du die Linearität.
    Es kann sein, daß diese Ungenauigkeit für dich reicht, wenn du aber - so wie ich - den Brühkopf auf 92 +-0.5 Grad genau regeln willst, kommst du mit der internen Referenz nicht aus.

    Zur Entschärfung des Problems: wenn du denn einen AtMega hast, dessen Aref irgendwo am Rande der Toleranz oder wo auch immer liegt, hast du es nur mehr mit der Temperaturabhängigkeit des Exemplars zu tun. Soweit bin ich im Datenblatt nicht vorgedrungen, da ich eine externe Referenz verweden werde.

    Abgesehen davon, daß da oben der Strom durch den PT1000 zu groß ist -> Eigenerwärmung!

    Mario
     
  5. #5 koffeinschock, 11.01.2010
    koffeinschock

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    AW: Messen mit einem PT100

    nicht wirklich. die zusätzliche erwärmung des sensors lässt sich nicht durch eine 3- oder 4-leiter-schaltung kompensieren. du kannst damit 'nur' die einflüsse der zuleitung zum sensor minimieren bzw. eliminieren. alle metalle ändern ihren widerstand über die temperatur - also auch die leitung zum wth. in abhängigkeit der umgebung um den meßpunkt kann das einen erheblichen (nichtlinearen) fehler produzieren.

    um es aber gleich vorwegzunehmen: im bereich, den der christian verwenden will, halte ich diese abweichungen für vernachlässigbar. auch die genauigkeit der schaltung ist letztlich sekundär. die größte varianz wird die heizplatte/heizwendel des wasserkochers sein, da sie noch ordentlich energie ins wasser abgeben wird, selbst, wenn die zuleitung abgestellt ist.

    ich würde mir eine digitalanzeige bauen, die die temperatur anzeigt (am besten auch ohne kommastelle - die kann man haben, braucht sie aber nicht) und dann von hand den wasserkocher zeitig abstellen.
     
  6. #6 KardinalWest, 11.01.2010
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    AW: Messen mit einem PT100

    Mein Gedankengang war der Folgende:
    Der Sensor befindet sich in unserem Fall ja entweder direkt im Wasser oder an der (Metall-)Wand des Kochers und gleicht sich der Umgebungstemperatur durch Wärmeleitung quasi "sofort" an.
    Hätte deshalb geschätzt, dass die Widerstandsänderung der Messleitung den größeren (und noch dazu vermeidbaren) Fehler erzeugt.

    Würde der Sensor in der Luft (oder einem anderen Material mit schlechter Wärmeleitung) eingesetzt werden, läge die Sachlage natürlich wieder anders.


    Andrerseits: Schätzen heisst nicht wissen...

    Gruß - Tom
     
  7. #7 KlausMic, 11.01.2010
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    Um den Einfluss der Messleitungen zu minimieren, würde ich anstatt eines PT100 einen PT1000 nehmen. Da ist der Widerstand der Messleitung in Relation zum PT-Element mehr zu vernachlässigen. Auch würde ich keine Werte berechnen, sondern meinen Messaufbau mit Referenzwerten kalibrieren. Ein PT-Element hat ja zu jeder Temperatur einen genau definierten Widerstandswert (Tabellen hierzu hat google). Jetzt kann ich z.B. mit einem Trimmpoti den Widerstandswert für 95°C einstellen, dieses anstatt des PT anschließen und schauen, was ich mit dem AD-Wandler einlese. Das mache ich dann für eine ganze Reihe relevanter Temperaturpunkte und eiche somit meine gesamte Schaltung. Ergibt eine bessere Genauigkeit als errechnete Werte (Toleranzen von Zuleitungen, Spannungsteilern, Referenzspannung, AD-Wandler o.Ä. fallen dann weg.)

    Viele Grüße

    Klaus
     
  8. holgr

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    AW: Messen mit einem PT100

    Hallo Christian,

    um den PT100/PT1000 am Arduino zu betreiben brauchst Du einen Messwertverstärker-IC, also z.B. den AD595 (siehe reichelt.de).

    Ich würde Dir aus Kostengründen eher einen LM35CZ-IC (auch reichelt.de) empfehlen. Denn kannst Du direkt am Arduino betreiben.

    Sowohl bei einem Thermoelement als auch bei einem LM35CZ musst Du die Temeperatursensoren gut kalibrieren, sonst kommt nur Murx raus. Ich habe für z.B. LM35CZ-Sensoren Excel zur Regressionsanalyse verwendet ("Trendlinie anzeigen").

    holgr

     
  9. #9 ChristianK, 11.01.2010
    ChristianK

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    AW: Messen mit einem PT100

    Hallo,
    mal vielen Dank für Eure Beiträge!

    @Mario: Ich werde mal versuchen deinen Gedanken nachzuvollziehen. Ich denke das hat auch mit meiner nächsten Frage zu tun.

    @holgr: Ich muss das Signal verstärken weil 100 Grad ca. 135 Ohm sind. Dem nach sind die Änderungen recht klein. Würde ein Verstärker nun die Schritte zwischen den Gradschritten vergrößern?

    Ich setz mich jetzt mit Papier und Bleistift hin und rechner mal etwas. Ich muss mir mal versuchen zu verdeutlichen was da passiert um zu sehen wie viel Grad ca. vie viel Volt sind etc und wie viel Strom durch das PT fließen könnte etc.

    Gruß
    Christian
     
  10. boing

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    AW: Messen mit einem PT100

    Das einfachste dürfte in der Tat sein, einen Spannungsteiler (22kOhm + PT1000 oder 2,2kOhm + PT100) zu verwenden und die Spannung dann um ca. einen Faktor 15 zu verstärken (ein AD8551 wäre ideal, ist aber SMD) wodurch die Zahl der Schritte pro Grad entsprechend erhöht werden würde. Eine optimalere Nutzung des AD-Wandlers wäre auch sehr einfach möglich (Temperaturbereich nach unten einschränken), dürfte aber hier nicht erforderlich sein. Bei Verwendung von 0,1%igen Widerständen funktioniert das auch abgleichsfrei ausreichend genau. Wenn die Versorgungsspannung des Spannungsteilers+Verstärkers identisch mit der Analog-Referenzspannung des Arduino ist (Pin AREF), spielt die Genauigkeit der Versorgungsspannung keinerlei Rolle mehr (bei niedrigerer Versorgungsspannung wird der zu messende Spannungswert z.B. um den gleichen Faktor kleiner wie die Schritte des AD-Wandlers). Die entstehende Nichtlinearität durch den Spannungsteiler ist minimal und könnte auch einfachst ausgeglichen werden.
     
  11. #11 ChristianK, 16.01.2010
    ChristianK

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    AW: Messen mit einem PT100

    Hallo,

    ich habe die letzten Tage alle Bauteile die ihr hier genannt habt nachgeguckt, die Datenblätter gelesen (oder auch nur überflogen) und viel in den Elektronikforen gelesen.

    @Mario: Ich habe dein Posting nun auch verstanden. Der Uref von meinem Atmega68 habe ich nicht gefunden. Die 5V bzw. der 3V Pin an meinem Board liefern aber weder 3V (3.6) noch 5V. Allerdings setzt wohl das Arduinoboard die Spannung die an Aref anliegt mit 1023 gleich. Wenn ich jetzt meine Schaltung über AREF versorge, dann trifft das zu, was Boing unten geschrieben hat.

    Ich versuche mal zu erklären was ich glaube kapiert zu haben:
    Ich habe verschiedene Spannungsteiler PT100+2,2k und PT100+20K etc. durchgerechnet und für den PT100 mal 100 Ohm oder 105 oder 110 Ohm eingesetzt. Je größer mein zweiter Widerstand wird, um so kleiner wird mein Strom (was wohl wegen der Wärme am Sensor gut wäre), aber meine Spannungsänderungen am PT100 werden dadurch so klein, dass man sie verstärken muss, damit der AD Wandler etwas davon mitbekommt. Die Änderungen sieht man erst an der vierten Stelle hinterm Komma (wenn man in ganzen A rechnet).

    Zum Verstärken von Spannungen nimmt man Operationsverstärker. In meinem Fall einen nicht invertierenden Verstärker. Über zwei Widerstände kann ich einstellen wie stark verstärkt wird. Wie ich allerdings die Gleichung mit zwei Unbekannten lösen soll ist mir noch unklar, aber es gibt ja Beispiele an denen ich mich orientieren kann.

    Koffeinschok hatte oben etwas von einer Konstantstromquelle geschrieben, den Teil habe ich auch verstanden. Man nagelt den Stromfluss der Stromquelle fest und hat so eine sich gleich ändernde Spannung wenn sich durch die Wärme des Wassers der Widerstand ändert.
    Dazu nimmt man 1mA damit der PT100 sich durch den Stromfluss nicht selbst erwärmt.

    Ich habe folgende Schaltung gefunden, die enthält eigentlich alles was ich brauche. Nun meine Frage: Reicht es wenn ich eine Konstantstromquelle baue und das Singal verstärke oder muss ich auch das Offset verändern und den Microcontroller schützen?
    http://www.mikrocontroller.net/attachment/6585/PT100_Messverst_er.pdf

    Viele Grüße
    Christian
     
  12. boing

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    AW: Messen mit einem PT100

    Das Problem bei der Verwendung einer Konstantstromquelle ist, dass die Toleranzen von AREF und der Konstantstromquelle dadurch unabhängig voneinander sind und sich die Fehler addieren. Um auf ca. 1k Genauigkeit zu kommen sind dann einfache Standardbauteile (LM317, 7805) nicht mehr geeignet. Evtl. kann man durch einenn Abgleich die Genauigkeit verbessern, aber dadurch geht der Vorteil des PT100/PT1000 verloren, nämlich die sehr gute Genauigkeit auch ohne Abgleich. Bei Verwendung einer entsprechend genauen Referenzspannungsquelle und Konstantstromquelle sieht das natürlich wieder anders aus.

    Mit Verwendung eines einfachen Spannungsteilers (der mit AREF, z.B. 5V, versorgt wird) und eines nachfolgenden Verstärkers bleiben jedoch praktisch nur die Toleranzen der verwendeten Widerstände und des PT100/PT1000. Offseteinstellung und Verstärkung ist mit einem einzigen Operationsverstärker möglich. Da der PT100/PT1000 gegenüber dem zweiten Widerstand des Spannungsteilers klein ist ändert sich der Strom nur minimal. Der Mikrocontroller kann diese geringe Nichtlinearität jedoch einfach und ohne zusätzliche Fehler korrigieren. Die gesamte Schaltung sieht dann so aus
    [​IMG]
    und funktioniert bei mir einwandfrei bei Verwendung von 0,1%-Widerständen. Bei der Auswahl des Operationsverstärkers ist zu berücksichtigen, dass viele Typen Signale in der Nähe der beiden Versorgungsspannungen nicht mehr verarbeiten können und daher z.B. in der von Dir verlinkten Schaltung eine Versorgungsspannung von +/-12 verwendet wird. Der AD8551 (es gibt noch viele andere) dagegen funktioniert auch mit 0V und 5V als Versorgung und vereinfacht dadurch einiges (es kann z.B. keine für der Mikrocontroller zu hohe Spannung am Ausgang anliegen). Wenn er nicht SMD sein soll kann man ihn einfach in einen 8-poligen IC-Sockel löten.
     
    tlasrich gefällt das.
  13. #13 ChristianK, 17.01.2010
    ChristianK

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    ok, dass macht Sinn!

    Danke für die Schaltung. Dazu eine Frage: Welche Aufgaben haben die Kondensatoren?

    Ich habe noch allgemeine Fragen zu OPs.
    Gesern habe ich einen LM324 von ST bei Conrad gekauft: Datenblatt
    Als VCC stehen +-16 bzw. +-32V. Muss ich genau 16 oder 26V anlegen?

    Du meinst es gibt ihn auch als normalen IC oder wird auf den IC-Socket das SMD Teil gelötet, dann müsste ich ja auch SMD Löten und das geht sicher nicht :) Ich habe das Teil nur als SMD gefunden.

    Vielen Dank!
    Gruß
    Christian
     
  14. #14 boing, 17.01.2010
    Zuletzt bearbeitet: 17.01.2010
    boing

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    AW: Messen mit einem PT100

    Den AD8551 (der halt perfekte Eigenschaften für diesen Zweck hat) gibt's leider nur als SMD. Alle geeigneten Nicht-SMD-Bausteine die ich bei den normalen Bezugsquellen gefunden habe benötigen eine größere Versorgungsspannung.

    Der LM324 kann mit beliebigen Spannungen versorgt werden, solange die Differenz von V+ und V- zwischen 3 und 32 Volt liegt. Ob die Spannungen Symmetrisch sind (z.B. +/-12) oder 0V + +24V oder (als willkürliches Beispiel) -7V und +25V ist dem LM324 egal und wird durch die Anwendung bestimmt. Die Eingangssignale dürfen nämlich nur im Bereich V- ... V+ - 2V liegen, das Ausgangssignal kann (worst case bei normaler Dimensionierung) im Bereich V- .. V+ -3V liegen. Um bei Signalen im Bereich 0..5V auf der sicheren Seite zu sein würde daher V- = 0V und V+ = 8V ausreichen, aber +/-8V oder +/-12V geht natürlich auch. Das Ausgangssignal muss dann natürlich wie im verlinkten Dokument begrenzt werden werden um den Eingang des Mikrocontrollers im Fehlerfall oder beim Einschalten nicht zu überlasten.

    Der Haken des LM324 (und ähnlicher Allzweckbausteine) ist aber die hohe Input Offset Voltage, die hier für einen Messfehler von bis zu +/-9mV sorgt. Bei einem PT100 und 2,2kOhm (ist schon die obere Grenze des akzeptablen Stroms) entspricht 1° Temperaturunterschied nur einem Spannungsunterschied von 0,8mV, es kommt also ein Messfehler von bis zu 11° nur durch den Operationsverstärker hinzu was wiederum einen Abgleich erfordert. Beim AD8551 wäre der Fehler nur 0,01mV (0,01°). Zum Test der prinzipiellen Funktion geht natürlich auch der LM324 und typisch (worauf ich mich eben nie verlasse) ist der Fehler auch kleiner.

    Einen OP07 gibt es auch als Nicht-SMD-Variante und ab +/-8V Versorgungsspannung wäre er auch anstelle des AD8551 in meiner o.g. Schaltung verwendbar (dann wieder mit Begrenzung der Ausgangsspannung).

    Die Kondensatoren dienen lediglich dazu, hochfrequente Störungen (z.B. eingekoppelt in die Leitungen zum Temperatursensor) zu unterdrücken. Da sich die Temperatur nur sehr langsam ändert wird die Messung dadurch nicht negativ beeinflusst. Der zweite Kondensator am Analogeingang des Mikrocontrollers dient auch dazu, kurze Eingangsstromspitzen für den Analogeingang zur Verfügung zu stellen.
     
  15. #15 koffeinschock, 17.01.2010
    koffeinschock

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    im schlimmsten fall geht das mit einer lötnadel und normalem lot. nicht schön, nicht so vorgesehen, bei vorsichtiger anwendung aber im 'bastelbereich' vollkommen ausreichend.
     
  16. #16 MarioAtJazz, 18.01.2010
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    AW: Messen mit einem PT100

    Such mal mit GOOGLE nach "umnicom pt1000", da findest du eine Schaltung für einen PT1000 samt Erklärungen.

    Probier doch www.hygrosens.com, da gibt es ein fertiges Modul für einen PT1000 in 3 Temperaturbereichen, mit I2C Bus, ich habe einige davon, funktionieren Prima feinst ! Conrad hat die auch im Programm. Die haben nur einen Haken: Wenn du 2 oder mehr am Bus betreiben willst, frag mich noch mal.

    Operationsverstärker, Drift, präzise Stromquelle ... viel Arbeit und Erfahrung notwendig.

    Mario
     
  17. #17 ChristianK, 24.01.2010
    ChristianK

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    AW: Messen mit einem PT100

    Hallo,

    @Mario: Für ca. 40€ bekomme ich schon den fertigen PID Controller bei Pohltechnik.de zu kaufen, sobald ich etwas mehr ausgebe lohnt sich selbst basteln nicht mehr.

    Hat es Einfluss darauf wie der OP verstärkt, also arbeitet er anders wenn ich +20 -20V nehme oder ob ich 0V und +12V nehme? Die Info konnte ich nirgends finden.

    Ich habe mal die Schaltung die ich unten verlinkt hatte mit dem LM324 nachgebaut und im Prinzip funktioniert der OP. Allerdings hatte ich eine Ausgangsspannung von ca. 7V. Daraufhin habe ich dann den Widerstand zwischen Inv. Input und Ausgang angepasst. Bei 10K liege ich zwischen 2,x und 4,7V (bei 100 Grad). Den OP habe ich nicht wie angegeben mit +12 -12V sondern mit 0V +12V versorgt.

    @Boing: Würdest Du mir noch die anderen Teilebezeichnungen schicken? Dann baue ich mir deine Schaltung mit dem OP07 nach. Das Netzteil welches das Arduino versorgt kann 7,5V oder auch 12V. Ändert sich dann noch etwas an der Schaltung?

    Wenn ich mir gleich ein Gehäuse bei Reichelt mitbestelle, dann lohnt auch der Versand. Die Kleinteile selbst kosten ja nicht so viel.

    Noch eine letzte Frage: Ich hatte mir dem dem PT100 das folgende SRR mitbestellt. Das Teil hat keine Angabe ob es auch Strom braucht. Reicht einfach eine Spannung um es zu schalten? Wenn ja, dann kann ich es ja einfach an einen digitalen Ausgang vom Controller hängen.

    Vielen Dank
    Grüße
    Christian
     
  18. holgr

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    AW: Messen mit einem PT100

    Hallo Christian,

    für das SSR benötigst Du den DC-Steuerstrom (z.B. vom Arduino) und dann noch die AC-Anschlüsse, die geschaltet werden sollten. Das war's.

    holgr

     
  19. boing

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    AW: Messen mit einem PT100

    Ich würde einfach mal 5V an den Steuereingang des SSR anlegen und den Strom messen. Typisch ist der ausreichend klein um den Ausgang eines Mikrocontrollers direkt anzuschließen (optimal: <20mA; 40mA wäre die absolute Obergrenze von der ich etwas Abstand halten würde).

    Die Funktion des OPs ändert sich hier vernachlässigbar in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung, solange man mit Ein- und Ausgangssignalen weit genug von beiden Versorgungsspannungen wegbleibt. Beim OP07 wären mindestens 3 Volt Abstand erforderlich, also muss die negative Versorgung < -3V und die positive > +8V sein (+7,5V sollten typisch auch reichen). Mehr Abstand bringt hier keine weiteren Vorteile mehr, aber 0V als negative Versorgung geht leider nicht. Du könntest evtl. mit einem ICL7660 (€0,59) + 3 Kondensatoren (10µF) +5V in -5V umwandeln.

    Hier noch die Details (ohne nochmal nachgerechnet zu haben):

    In o.g. Schaltung würden sich (o. Gewähr;-)) z.B. folgende Werte anbieten:
    R1=4,7k; R2=22k; R3=470; R4=47k; R5=4k7. Bei R1..R4 ist die Genauigkeit kritisch, also am besten 0,1%, der Rest ist unkritisch. R5 dient dabei auch dem Schutz des Analogeingangs im Fehlerfall (Ausgangsspannung <-0,5V oder >5,5V). Für die beiden Kondensatoren wären 100nF ein guter Wert. Die +5V und Masse sollten mit der Versorgungsspannung des Arduino sowie der zugehörigen Masse verbunden werden. Die Versorgungsspannung des OP ist davon unabhängig und hat keinen Einfluss auf die Dimensionierung.

    Die Ausgangsspannung ergibt sich zu Ua = R4*U0*(Rx/(R1+Rx)*(1/R2+1/R3+1/R4)-1/R2) wobei U0 die Versorgungsspannung (hier 5V, nicht die vom OP) ist und Rx der Widerstand des PT100.


    Bei 0°C (Rx=100 Ohm) ergibt sich eine Ausgangsspannung von 0,06V und bei 100°C (Rx=138,5 Ohm) von 4,08V, es ist also nach oben noch etwas Reserve und die unteren Temperaturen sind ja eher uninteressant.


    Der Widerstand des PT100 berechnet sich zu

    Rx = (R1*(Ua/R4+U0/R2))/(U0*(1/R2+1/R3+1/R4)-(Ua/R4+U0/R4)) wobei Ua die gemessene Ausgangsspannung ist. Es gilt Ua=n/1024*U0 (n=Messwert des AD-Wandlers) so dass sich U0 rauskürzt. Die Berechnung geht schneller wenn man statt durch eine Konstante zu dividieren mit dem Kehrwert multipliziert.
     
  20. #20 ChristianK, 25.01.2010
    ChristianK

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    AW: Messen mit einem PT100

    Hallo,

    vielen Dank! Dann werde ich mir mal die Teile zusammensuchen und dann berichten!

    Grüße
    Christian
     
Thema:

Messen mit einem PT100

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