Messen mit einem PT100

AW: Messen mit einem PT100

letztlich sehe ich das so: entweder dauert es lange (verhältnissmässig), bis du die temperatur genau erreichst oder du hast diesen überschwinger. wenn genug wärme aus dem wasserkocher abgeführt wird, würde ich den überschwinger in kauf nehmen.

 

AW: Messen mit einem PT100

[Literaturhinweis]

Zum Thema "Messen mit dem PT100" gibt es in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Funkamateur (10/2010) einen guten Grundlagenbeitrag.
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Entschuldigt bitte, wenn ich mich nun hier so einfach an den Thread dranhänge. ChristianK möge mir verzeihen. Ich habe grundsätzlich ein ähnliches Problem, ich möchte mit einem PT100 die Temperatur erfassen und bin durch die google-Suche hier gelandet und habe versucht den Ausführungen zu folgen. Ich hätte zu obiger Schaltung noch ein paar Verständnisfragen und hoffe, dass boing oder auch jemand der hier mit liest mich erhellen kann.

Zu den Fragen:

1) Widerstand R1 + PT100 bilden einen Spannungsteiler. Durch die Auswahl des richtigen Wertes für R1 begrenze ich den Strom durch meinen PT100. Der Eingang des OP ist hochohmig und belastet daher nur geringfügig die Schaltung, daher kann ich bei der Berechnung einen unbelasteten Spannungsteiler annehmen. Richtig?
1a) Unter Berücksichtigung den PT100 nicht zu sehr zu belasten, würde ich hier max 1mA wählen. Oder ist es sinnvoll noch kleinere Stromstärken zu wählen um eine zu starke Eigenerwärmung zu vermeiden?

2) Die Widerstände R2, R3 und R4 zusammen mit dem OP bilden einen nicht-invertierenden Verstärker mit Offset. Richtig?
2a) Über die Die Widerstände R2 + R3 wird das Offset eingestellt. Das heißt, die Widerstände müssten für einen bei "0" beginnenden Messbereich so gewählt werden das an R3 die gleiche Spannung wie an dem PT100 (bei 0°C, also bei 100Ohm) abfällt. Damit würde sich für R2/R3 das gleiche Verhältnis ergeben wie für R1/PT100(bei 0°C), richtig?
2b) Die Verstärkung V errechnet sich aus R2, R3 und R4: V = 1 + R3 / ( (R2*R3) / (R2+R3) ). Die benötigte Verstärkung ist aus max. Messspannung (zwischen OP+ und OP-) und der gewünschten max. Ausgangsspannung zu ermitteln: Uausg = (Ueing - Uoffset) * V + Uoffset. Somit läßt sich nach umstellen der Formeln die Verstärkung V ermitteln. Mit der Verstärkung und dem Widerstandsverhältnis lässt sich der Widerstand R4 bestimmen. Das Verhältnis für die Widerstände R2 und R3 habe ich in 2a) ermittelt. Gibt es Empfehlungen aus der Praxis, wie groß der Wert für R4 mindestens sein soll? Ist der Ansatz soweit richtig?
2bb) Sehe ich das richtig, das mein Ausgangssignal immer um das Offset höher sein wird? Wie komme ich dann auf mein Ausgangssignal, z.B. 0.00x V - 5,00 V?

3) Widerstand R5 dient lediglich als Reihenwiderstand dem Schutz des Microcontrollers, in meinem Fall einem Arduino Uno, richtig?

4) Die Kondensatoren dienen der leichten Glättung des Mess- und Ausgangssignals, kann ich hier 120nF-Keramikkondensatoren verwenden?

5) Wenn ich einen Nullpunktabgleich einbauen wollte, würde ich das im Spannungsteiler mit dem PT100 machen oder in dem Zweig, der mit seinen Widerständen in die Verstärkung geht, z.B. am Offset (R3+Poti)?

6) Welche Alternative könnte ich für den OP AD8551 (bevorzugt AD8552) nutzen? Für das löten von SMD habe ich kein geeignetes Werkzeug und etwas größer darf es schon sein :-D. Meine erste Testschaltung würde ich gerne wie Christian auf einem Breadboard aufbauen und auch später würde ich ein entsprechendes Arduino-Lochrastershield bevorzugen.

Mir ist bewusst, das ich sehr viele Fragen gestellt habe, das Thema ist bei mit schon verflucht lange her und ist überwiegend theoretische und idealisiert bearbeitet worden (Berufschule, Studienprojekt, etc.). Ich würde mich freuen, wenn sich jemand findet, der sich die Zeit nimmt um mir bei der ein oder anderen Sache zu helfen.

Apropos, ich versuche mich an einem Arduino-Thermometer das an meine Hausautomation (FHEM über Firmata) übertragen wird. PT100, weil es in der Lage ist die Temperatur zu messen und es Einstechfühler (Lebensmittel) gibt. Weiterhin ist ein Breakoutboard mit SPI Schnittstelle nicht möglich, wird aktuell in der Kombination nicht unterstützt.

Vielen Dank fürs lesen und für mögliche Antworten.

Mit freundlichem Gruß

Thorsten

Edit: Was ich vergessen hatte zu erwähnen: Messbereiche geplant: 0-150°C und 0-300°C. Mir würde auch eine Messwertgenauigkeit von 1% vom Messbereichsendwert ausreichen, wenn das irgendetwas vereinfachen würde.