| Autor |
Widerstandsmessung - komisches Verhalten des Verstärkers
Suche nach: widerstandsmessung (523) |
|
|
|
|
BID = 1015602
innos07
Gerade angekommen
Beiträge: 7
|
|
Guten Tag liebes Forum!
Ich baue grade an einer Temperaturmessung mit einem PT100.
Das Schaltbild ist im Anhang.
Eigentlich soll mir die Schaltung für einen Messbereich von 0°C bis 60°C eine Spannung von 0-5V ausgeben. Das Ergebnis ist aber viel niedriger, als erwartet.
Warum bloß?
An dem "Output" liegt direkt mein ADC von meinem ATMEGA32 oder mein Multimeter an. Die dort gemessene Gleichspannung unterscheidet sich kaum bis gar nicht, ob ich nun mit dem uC oder dem Multimeter messe. Umrechnungsfehler des uC oder irgendwelche Spannungsabfälle durch den ADC sollten also nicht vorhanden sein!?
Alle verbauten Widerstände habe ich vor dem zusammen löten so exakt wie mir möglich vermessen, damit die Umrechnung später auf den veränderlichen Temperaturwiderstand möglichst exakt ist.
Die OPVs sind alle in einem Chip kombiniert. Ich nutze den TLV2374, der 4 OPVs Schaltungen besitzt. 2 davon nutze ich entsprechend zur Impedanzwandlung, bevor es in den Differenzverstärker geht.
Der TLV2374 ist rail to rail und kann nach Datenblatt zwischen Ground und 5V betrieben werden(bis 3MHz).
Nun das Problem: Ich habe einen ziemlich großes Offset. Genauer gesagt messe ich eine viel zu kleine Spannung am Ausgang, was zu einer zu niedrigen Temperatur im Ergebnis führt. Außerdem rauscht alles ziemlich stark. - Gut, das könnte ja an den OPVs liegen... und ist auch mir erstmal nicht sooo wichtig...
Aber dieses Offset scheint auch nicht linear zu sein => bei Zimmertemperatur messe ich ca. 6°C zu wenig und bei Körpertemperatur (mit einem Fieberthermometer verglichen  ) messe ich 4°C zu wenig.
Kann es sein, dass der Gain effektiv sich ganz anders verhält - und zwar niedriger? Im eingelöteten Zustand, aber aus geschaltet, messe ich nur noch ~0,8 Megaohm am R2. Muss ich diesen "effektiven" Wert in meiner Umrechnung auf den Messwiderstand berücksichtigen? Woran könnte es sonst liegen, dass ich offenbar ein niedrigeren Gain habe als erwartet? 
Durch die nichtlinearität kann ich das ja auch nicht mal vernünftig "wegkalibrieren" (einfach 4°C oder so drauf addieren)
Ich wäre euch sehr dankbar, wenn ihr mir helfen könntet!
Wenn ihr sie braucht, kann ich auch die exakten Werte der Widerstände im ausgelöteten Zustand geben. Die liegen aber alle im Toleranzbereich... klar, dass der 1 MOhm absolut mehr daneben liegt, als dieser 100 Ohm Referenzwiderstand... aber das kann man ja nicht ändern, oder?
Danke schonmal im vorraus 
P.S.: Um das gleich vorweg zunehmen: Nein, ich kann kein fertigen Sensor nehmen, der mir das Ergebnis digital ausgibt. Ich möchte den Sensor in feuchte Erde bzw. Flüssigkeit stecken und da bietet sich das robuste Edelstahlgehäuse meines PT100 sehr an.
|
|
BID = 1015603
Offroad GTI
Urgestein
Beiträge: 12741
Wohnort: Cottbus
|
|
Zitat :
| | Nun das Problem: Ich habe einen ziemlich großes Offset. |
Siehe Datenblatt:
Zitat :
| | Input offset voltage (Typ) 2mV |
Bei deinem Verstärkungsfaktor von etwa 200 werden daraus schon 400mV. Oder noch mehr, je ach dem, in welche Richtung die Impedanzwandler am Eingang abweichen.
Für das viele Geld hättest du dir auch einen INA128 (o.ä.) Instrumentationsverstärker besorgen können 
PT100 dann vorzugsweise über KSQ versorgt.
_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 14 Mär 2017 13:14 ] |
|
BID = 1015605
innos07
Gerade angekommen
Beiträge: 7
|
Uff...
Ok, das erklärt einiges! Danke!
Aber würde der Input Offset Voltage nicht linear mein Messergebnis beeinflussen (solange die Temperatur des OPVs gleich bleibt) ?
Dann könnte ich das Einbeziehen in meiner Umrechnung und den rausrechnen?!
Oder wird der auch von dem Input selbst beeinflusst?
Puh, ich guck mir mal fertige Instrumentenverstärker an... (was heißt KSQ?)
EDIT: Müsste dieses Offset nicht das Ergebnis nach oben verändern? Oder gibt es auch negative Input Offset Voltages?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: innos07 am 14 Mär 2017 13:50 ]
|
BID = 1015609
Offroad GTI
Urgestein
Beiträge: 12741
Wohnort: Cottbus
|
Zitat :
| | Oder wird der auch von dem Input selbst beeinflusst? |
Ja, daher ist es so einfach nicht möglich.
Und "gleiche Temperatur" zu gewährleisten, dürfte auch schwierig werden.
Konstantstromquelle.
Zitat :
| Oder gibt es auch negative Input Offset Voltages?
|
Ja. Die Angabe ist als Betrag zu verstehen.
_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
|
BID = 1015619
innos07
Gerade angekommen
Beiträge: 7
|
Vielen Dank für die Hilfe!
Ich habe mir jetzt mal einen INA326 bestellt. Mal schauen, was der so bringt.
|
BID = 1015839
Makersting
Schriftsteller
Beiträge: 612
Wohnort: Ostfriesland
|
Für mich klingt das so, als ob deine OP-Schaltung schwingt.
_________________
Gruß
Martin
|
BID = 1015852
Kleinspannung
Urgestein
Beiträge: 13359
Wohnort: Tal der Ahnungslosen
|
Zitat :
innos07 hat am 14 Mär 2017 12:57 geschrieben :
|
Nein, ich kann kein fertigen Sensor nehmen, der mir das Ergebnis digital ausgibt. Ich möchte den Sensor in feuchte Erde bzw. Flüssigkeit stecken und da bietet sich das robuste Edelstahlgehäuse meines PT100 sehr an.]
|
Bist aber auch nicht auf dem Laufendem,oder? 
Die Kollegen der DS18X20 Serie gibts auch in so einem schönen Gehäuse.
Guggst du zum Bleistift hier:
http://www.ebay.de/itm/like/1214107.....=true
Die Dinger sind relativ genau,und den ganzen OPV Kram kannst dir sparen.
Einen Microprofessor hast ja schon.
Und ich würde die Lösung irgendwelchen "Messbrücken" immer vorziehen.
Zumindest,wenn man mal verstanden hat,wie die Dinger angesprochen und ausgelesen werden.
(was bei mir relativ lang gedauert hat  )
Das einzige was ich beobachtet habe(nehme immer den DS18S20)ist,das man über einen zusätzlichen Portpin die Versorgung des Sensors nur so lange einschalten sollte wie er zur Messung und Wandlung braucht.(knappe Sekunde)
Auch wenn der nur wenige mA braucht,hast doch sonst durch Eigenerwärmung irgendwann so 1 - 1,5° zu viel "auf der Uhr"
_________________
Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)
|
BID = 1015854
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
|
Zitat :
| | Auch wenn der nur wenige mA braucht,hast doch sonst durch Eigenerwärmung irgendwann so 1 - 1,5° zu viel "auf der Uhr" |
Das trifft insbesondere auch für den PT100 zu. Ein PT1000 verhält sich in dieser Hinsicht deutlich günstiger und die OpAmp-Schaltungen würden noch deutlich höhere Widerstandswerte vertragen.
Eine billigere und dennoch genaue Alternative wäre die Verwendung der KTY.. Silizium PTCs.
|
