Warum nimmst du nicht einen DS18S20 ? Die Verarbeitung von dessen Werte und vor allem die Linearität sollte deutlich besser als Deine Bastellösung es je mit dem krummen NTC werden kann.

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Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

@Blacklight:
Ich vertehe deinen Ansatz leider nicht so ganz.
Mein Gedanke war, dass ich den NTC mit 5V betreibe, damit die Spannungsänderung am Spannungsteiler möglichst groß ist. Der Analoginput sollte aber beispielsweise von 1-2,5V "gucken", damit seine 8bit-Auflösung möglichst genau wird.

Zitat : der mit den kurzen Armen hat am 17 Dez 2014 13:43 geschrieben :

Warum nimmst du nicht einen DS18S20 ? Die Verarbeitung von dessen Werte und vor allem die Linearität sollte deutlich besser als Deine Bastellösung es je mit dem krummen NTC werden kann.

Ich möchte die Temperatur einer Flüssigkeit bestimmen. Ich habe noch einen NTC hier liegen, der in einer Edelstahlhülse geschützt ist und Wasserdicht eine Leitung rausgeführt ist. Da lag es mir nah, erstmal diesen zu verwenden statt nach Alternativen zu suchen.

Im Endeffekt wird die Leitung ca. 50cm lang sein. Es geht mir auch nicht um eine Genauigkeit von der zweiten Nachkommastelle. Alles in allem denke ich, dass meine Einstellung "möglichst genau" schon zu genau ist und ich wieder zu viel Ehrgeiz ins Design stecke. Seh es mal als "Wir optimieren um zu lernen, nicht weil wir es müssen" an

Zitat : Maik87 hat am 17 Dez 2014 14:02 geschrieben :

@Blacklight: Ich vertehe deinen Ansatz leider nicht so ganz.

Ein Operationsverstärker ist ein Analogverstärker, d.h. Subtrahierer, Multiplizierer und viele mehr. Mit dem man problemlos aus 1-2,5V eine Spannung zwischen 0-5V machen (Z.B. U-Ausgang = (U-Eingang - 1V) *3,333)
Gibt dazu sehr viele Informationen im Internet, da sie wohl die wichtigsten Bausteine bei analogen Elektronikanwendungen sind: http://www.mikrocontroller.net/arti.....ungen

Zitat :

Mein Gedanke war, dass ich den NTC mit 5V betreibe, damit die Spannungsänderung am Spannungsteiler möglichst groß ist. Der Analoginput sollte aber beispielsweise von 1-2,5V "gucken", damit seine 8bit-Auflösung möglichst genau wird.

Schon verstanden. Mir ist nicht bekannt, dass das geht. Deshalb der Verweis auf Analogverstärker.

Seh es mal so, damit sich der NTC nicht durch den Strom selbst aufheizt muss dieser möglichst klein bleiben. Dazu kommt noch das die Kennlinie eben nicht linear ist. Um über die Widerstandsänderung zu einer auswertbaren Spannung zu kommen gibt es 2 Möglichkeiten. Erstens konstante Spannung , dann ändert sich der Strom. Oder konstanter Strom, dann ändert sich die Spannung. Spannungen zu Verstärken dürfte für dich leichter sein. Zudem lässt sich mit einem OPV die Messspannung relativ leicht um einen Offset verschieben.
Ob du nun bei dem µC mit 2,5 V oder mit 5 V Referenzspannung arbeitest spielt dabei eher eine untergeordnete Rolle . Denn deine Referenzspannung wird egal wie groß diese ist in Scheiben zerlegt und mit diesen Scheiben Deine Messspannung verglichen.
So gehen wir mal von Deinen 310,4 OHM aus und einem Konstanten Strom von 0,001A
Dann erhältst du eine Spannung von 310,4V:A*0,001A= 0,3104V und bei 424 Ohm = 0,424V
Bei einer Verstärkung dieser Spannung von 10 ergeben das 3,1V und 4,24V
Verschiebst du jetzt diese Spannung um genau 3,1V nach unten wird daraus eine Spannung Von 0 bis 1,14V. Bei einer Verstärkung um 20 und Verschiebung um 6,2V hast du dann 0-2,28V
Deshalb werden da OPV eingesetzt , die erstens die Spannungsverstärkung und 2 tens den Offset übernehmen. Gehen wir weiter davon aus du würdest um 20 Verstärken , dann ergeben sich für 60 Grad 6,2V und für 50 Grad 8,48V
Wenn du jetzt 8,48V nach unten Verschiebst erhältst du für 50 Grad 0V und für 60 Grad -2,28V
Diese Spannung noch einmal über einen Invertierenden OPV geschickt macht daraus eine Spannung von 0V bei 50 Grad und 2,28V bei 60 Grad
Eine andere Möglichkeit wäre es den NTC in einer Brücke einzusetzen und diese Brücke mit einem konstanten Strom zu versorgen. Dann kannst du die Brücke schon so abgleichen das der Offset schon da berücksichtigt wird (Brückenspannung bei 60 Grad =0) bleibt nur noch diese Brückenspannung invertierend um den Faktor 20 zu verstärken.

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Zitat :

Sprich ich lese mich ein wenig in Konstantstromquellen mit LM317 ein und versuche da was aufzubauen.

Oder besser LM134, LM234, LM334

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Maik87 am 17 Dez 2014 15:56 ]

Zitat :

Sprich ich lese mich ein wenig in Konstantstromquellen mit LM317 ein und versuche da was aufzubauen.

Oder besser LM134, LM234, LM334

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Maik87 am 17 Dez 2014 15:56 ]


Shit, Ursprungpost versehentlich überschrieben

Hier noch mal als Copy&Paste:



Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am 17 Dez 2014 15:02 geschrieben :

Seh es mal so, damit sich der NTC nicht durch den Strom selbst aufheizt muss dieser möglichst klein bleiben.

Weiß ich. Der Hersteller spricht von 1mA als unkritischen Wert. Wobei ich persönlich auch denke, dass eine übermäßige Erwärmung durch die "Flüssigkeitskühlung" ausgeschlossen ist.


Zitat :

Dazu kommt noch das die Kennlinie eben nicht linear ist.

Ist in meinem Anwendungsfall egal. Ich bewege mich im Bereich von 10°C. 1° genau ist absolut ausreichend. Ich würde einfach zehn Wertebereiche definieren (vonSpannung, bisSpannung, Temperatur)



Zitat :
Oder konstanter Strom, dann ändert sich die Spannung. Spannungen zu Verstärken dürfte für dich leichter sein. Zudem lässt sich mit einem OPV die Messspannung relativ leicht um einen Offset verschieben.

Sprich ich lese mich ein wenig in Konstantstromquellen mit LM317 ein und versuche da was aufzubauen.


Zitat :

Ob du nun bei dem µC mit 2,5 V oder mit 5 V Referenzspannung arbeitest spielt dabei eher eine untergeordnete Rolle . Denn deine Referenzspannung wird egal wie groß diese ist in Scheiben zerlegt und mit diesen Scheiben Deine Messspannung verglichen.

Ja genau. Aber die Anzahl der Scheiben ist immer gleich. Daher war die Idee, dass wenn ich 2,5V statt 5V nehme, die Scheiben "dünner" und das Messergebnis genauer wird.


Zitat :

So gehen wir mal von Deinen 310,4 OHM aus und einem Konstanten Strom von 0,001A
Dann erhältst du eine Spannung von 310,4V:A*0,001A= 0,3104V und bei 424 Ohm = 0,424V
Bei einer Verstärkung dieser Spannung von 10 ergeben das 3,1V und 4,24V

Das ist doch schon sehr genau, oder nicht?
Wenn ich einen 8bit-Analogport habe, dann teilt der die 5V Referenzspannung in 2^8 also 256 Spannungsbereiche auf. Ich messe also auf 0,02V genau. Wenn ich würde den zu erwartenden Messbereich zw. 3,1V und 4,24V in 57 ((4,24-3,1)/0,02) Bereiche einteilen, wobei ich nur 10 benötige. Also messe ich knapp 6 mal genauer als benötigt.

Denkfehler?



Zitat :

Verschiebst du jetzt diese Spannung um genau 3,1V nach unten wird daraus eine Spannung Von 0 bis 1,14V. Bei einer Verstärkung um 20 und Verschiebung um 6,2V hast du dann 0-2,28V
Deshalb werden da OPV eingesetzt , die erstens die Spannungsverstärkung und 2 tens den Offset übernehmen. Gehen wir weiter davon aus du würdest um 20 Verstärken , dann ergeben sich für 60 Grad 6,2V und für 50 Grad 8,48V
Wenn du jetzt 8,48V nach unten Verschiebst erhältst du für 50 Grad 0V und für 60 Grad -2,28V
Diese Spannung noch einmal über einen Invertierenden OPV geschickt macht daraus eine Spannung von 0V bei 50 Grad und 2,28V bei 60 Grad

Klingt wirklich interessant und plausibel. Aber irgendwann steig ich beim Thema "Wie setze ich es um?" aus. Da fehlt mir (noch) einiges an Basiswissen.


Zitat :

Eine andere Möglichkeit wäre es den NTC in einer Brücke einzusetzen und diese Brücke mit einem konstanten Strom zu versorgen. Dann kannst du die Brücke schon so abgleichen das der Offset schon da berücksichtigt wird (Brückenspannung bei 60 Grad =0) bleibt nur noch diese Brückenspannung invertierend um den Faktor 20 zu verstärken.


Klingt einfach - ist es aber bestimmt nicht

Also zuerst einmal zur Brückenschaltung
Die Brücke ist abgeglichen wenn gilt R1:R2= R3:R4 damit liegt zwischen den Punkten A und B keine Spannung an. Ändert sich R4 so ändert sich auch die Spannung am Punkt B
Mit einem OPV kannst du nun die Spannung zwischen A der Referenzspannung des OPV und dem Punkt A verstärken. Dabei immer im Hinterkopf behalten der OPV versucht auf Teufel komm raus zwischen seinem + und seinem - Eingang die gleiche Spannung zu erreichen.
Dabei fährt eine höhere Spannung am + Eingang den Ausgang nach + US

Durch geeignete Wahl von R1 oder R2 kannst du den Punkt der als Referenz für den OPV dient entsprechend nach oben oder nach unten verschieben.
Beispiel: R1 =1K, R2 = 414Ohm, R2= 1kOhm und R4 = 414 Ohm .
Dann ist die Brücke abgeglichen und zwischen A und B liegt keine Spannung mehr an.
Sinkt jetzt R4 auf 310 Ohm liegt am Punkt A eine höhere Spannung an als am Punkt B.
Diese Spannung kannst du nun mit einem OPV verstärken. Und so auf jeden beliebigen Spannungswert am Ausgang des OPV bringen (In den Grenzen die der OPV erlaubt)
Sorgst du nun dafür das in die Brücke nur ein konstanter Strom fließen kann. Ändert sich am Verhalten der Brücke nichts. Denn über R1 und R2 fließt ein Strom der an jedem R eine Spannung hervorruft. Das Verhältnis dieser Spannungen bleibt aber wegen dem Verhältnis von R1 zu R2 gleich. Gleiches gilt für R3 zu R4 . Wird R4 nun Kleiner fließt über den Zweig R3 R4 ein höherer Strom, aber da der Strom der die Brücke speist konstant ist muss über R1 und R2 weniger Strom fließen. Die Referenzspannung für den OPV verringert sich zwar aber da die Spannung zwischen A und B dann Kleiner wird wird auch die Ausgangsspannung kleiner! Das bedeutet das die Ausgangsspannung der Spannung an R4 folgt. Nun zum Invertierendem Verstärker.
Beim Invertierenden Verstärker wird die Ausgangsspannung größer, wenn die Eingangsspannung sinkt.
Edit : Bild vergessen
Edit2: aber immer die Spannung ,die deine Konstantstromquelle liefern muss im Hinterkopf behalten
Beispiel R Brücke gesamt gewählt mit 1kOhm und I mit 1mA dann sind das 1000V:A*0,001A=1V bei 10 mA schon 10V und bei 100mA schon 100V




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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 17 Dez 2014 16:21 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 17 Dez 2014 16:33 ]

Welche Spannungen und Ströme in der Brücke anliegen bzw fließen kannst du mit Hilfe des Ollen Ohm berechnen. Die Brücke besteht nur aus 2 Spannungsteilern und der nachfolgende OPV kann vernachlässigt werden.

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So, viel gelesen und noch paar Fragen offen:
- welchen Vorteil - außer der einstellbaren Offsetspannung - hat die Brücke gegenüber dem Spannungsteiler?
- damit der OVP nicht am Ausgang auf Versorgunsspannung schießt, bekommt er einen Widerstand zw. Ausgang und Eingang Minus, richtig?
- Der Verstärkungsfaktor ergibt sich aus der Kombination des o.g. Widerstandes und eines Widerstandes Ausgang gegen Masse, korrekt?
- dieser Widerstand würde doch dann parallel zur Brücke liegen, stört das nicht?[/list]

So mal zum Nachdenken : Du hast eine konstante Spannung von 5 V. Durch deinen NTC soll bei 60 Grad also bei 310 Ohm ein Strom von 0,001A fließen.
Dann ergibt das 5V :0,001A= 5000 Ohm 5000 Ohm -310Ohm = 4690 Ohm Vorwiderstand.
Dein NTC steigt nun auf 424 Ohm an das ergibt einen gesamt R von 4690 Ohm +424 Ohm von
5114Ohm. 5V:5114V:A= 0,97mA mit diesem Strom und den 424V:A multipliziert ergibt sich eine Spannung von0,414V bei 1mA sollten da aber 0,424V abfallen!
Deshalb soll die Speisung mit Konstantstrom erfolgen. Die Brücke habe ich nur zum Verständnis eingezeichnet. So nimmst du nun einen OPV und verstärkst die Spannung über dem NTC bleibt das immer noch ein Spannungsbereich von 0,31 bis 0,42V bzw höher je nach Verstärkung.
Damit aber der OPV daraus eine Spannung von 0 bis X macht muss die Spannung um einen gewissen Betrag verschoben werden. Das erledigt man im einfachsten Fall indem am anderen Eingang schon die Verschiebespannung vorgegeben wird.(eben deine 0,31V) Diese Spannung kannst du aus der stabilen Versorgungsspannung mit Spannungsteiler erzeugen. (siehe Brückenschaltung)
Unterm Strich sieht dann der OPV nur die Differenzspannung zwischen NTC und der Verschiebespannung und nur diese wird dann verstärkt.
Der OPV bezieht seine Versorgungsspannung ja von den 5V gegenüber GND.
Die Verstärkter Ausgangsspannung liegt dann zwischen Ausgang und GND. Ein Teil der Ausgangsspannung wird auf den Eingang zurückgeführt ,damit der OPV Spannungsgleichheit Zwischen + und - Eingang herstellen kann. Gleichzeitig wird über die Rückführung auch die Verstärkung eingestellt. Wir erinnern uns der OPV versucht auf Teufel komm raus gleiche Spannung zwischen seinen beiden Eingängen zu erreichen.
Edit: hier mal noch ein Link zum besseren Verständnis des OPV http://www.google.de/url?sa=t&r.....d=rja


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 17 Dez 2014 18:30 ]