PT100

Do you have a question? Post it now! No Registration Necessary

Translate This Thread From Polish to

Threaded View
Witam,
do tej pory stosowałem taki oto układ do PT100:
http://img36.imageshack.us/img36/9805/pt100.jpg
Rezystory w nim są tak dobrane że mogę mierzyć w
zakresie -50...160 stopni Celsjusza. Oczywiście układ
ten jest układem linearyzującym. Tak że w procesorze
nic nie muszę poprawiać tylko odczytuję bezpośrednio
na przetworniku.

Ale teraz pojawił mi się problem bo muszę mierzyć
temperaturę w zakresie 0...400 stopni Celsjusza.
W Spice w tym układzie odpowiednio dobrałem rezystory
do symulacji tak żeby układ przy 400 stopniach
dawał na wyjściu 2,5V. Ale mam problem bo układ
daje na wyjściu wartości nie liniowe.

Czy może mnie ktoś poratować jakimś układem/schematem,
który będzie jednocześnie linearyzował charakterystykę PT100?
Tak żeby na wyjściu dawał przy 400 stopniach 2,5V i najlepiej
żeby był 3 przewodowy.
Chcę to podłączyć do przetwornika MCP3208, gdzie napięcie
referencyjne będzie 2,5V.

Robert

--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Re: PT100
W dniu 2011-08-25 07:42, Robert pisze:
Quoted text here. Click to load it

Z jaką dokładnością chcesz mierzyć? Ile bitów ma być wolnych od szumów
(ENOB)? Jakiej rodziny procesorów chcesz użyć?
Na podanym schemacie, ile wynosi AVCC?
K.


Re: PT100
Quoted text here. Click to load it

Chcę użyć Atmegi 90CAN128, ale będzie użyty zewnętrzny przetwornik
12-bitowy MCP3208 na SPI. 12 bitów daje 4096 próbek, co daje
rozdzielczość 0,1 stopnia przy zakresie 0..400 stopni.
Na podanym schemacie AVCC wynosi 5V.
Nie bardzo rozumiem o co chodzi: z bitami wolnych od szumów?

Robert


--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Re: PT100
W dniu 2011-08-25 10:11, Robert pisze:
Quoted text here. Click to load it

Obecnie do pomiarów temperatury stosuje się przetworniki delta-sigma,
które zawierają filtry cyfrowe które można ustawić na 50Hz. Znacznie to
upraszcza budowę filtra między przetwornikiem a czujnikiem. Przetworniki
te od razu są dostosowane do podłączenia PT100 lub termopary.
Na przykład:
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD7715.pdf

Obecnie już nie stosuje się lineralizacji PT100 w sposób sprzętowy,
tylko przy pomocy oprogramowania. Jest znacznie tańsze i dokładniejsze.

Rozdzielczość 0.1°C jest czysto hipotetyczna, każdy układ elektroniczny
szumi i część z najmłodszych bitów będzie się zmieniać z powodu zakłóceń
i szumów.
K.

Re: PT100
Quoted text here. Click to load it

Właśnie chciałem uniknąć linearyzacji programowej bo procesor ma obsłużyć
16 wejść i 16 wyjść cyfrowych transmitowanych po CAN-ie. Dodatkowo jak
będzie podłączone do przetwornika pod te same wejścia jeszcze inne wejścia
analogowe to będę musiał na jakiś zworkach wybierać czy wejście PT100 czy
wejście analogowe 0..10V.

No nic, chyba zastanowię się nad rozwiązaniem programowej linearyzacji.
A czy mógłbyś podać jakiś schemat podłączenia 3 przewodowego i żeby
później z tym sygnałem wejść do przetwornika ADC?

Robert


--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Re: PT100
W dniu 2011-08-25 12:21, snipped-for-privacy@poczta.onet.pl pisze:
Quoted text here. Click to load it

http://dev.emcelettronica.com/howto-measure-rtd-resistance-temperature-detectors-over-long-distances


--
Pozdrawiam
MD

Re: PT100
W dniu 2011-08-25 12:21, snipped-for-privacy@poczta.onet.pl pisze:
Quoted text here. Click to load it

Na schemacie nr 16 powyższego pdf-a, zewrzyj AGND z AIN-, otrzymasz
instalację trzy przewodową ale, jeśli nie musisz, to tego nie rób.
Lepszy jest "pomiar czteroprzewodowy".
Rezystor 6.25kOhm jest rezystorem wzorcowym, warto aby miał dobrą
stabilność temperaturową i tolerancję 0.1% lub lepszą. To wydatek kilku
złotych.
Temperatura najczęściej nie zmienia się zbyt szybko, dlatego korekcja
nieliniowości, nie ma dużych wymagań obliczeniowych.
K.


Re: PT100
W dniu 2011-08-25 07:42, Robert pisze:
Quoted text here. Click to load it

PT100 jest z rezystorem R45 w układzie dzielnika napięcia.  Dopóki
wartość termometru jest mała to rezystor R45 pracuje prawie jako źródło
prądowe. Ale im większa jest rezystancja czujnika tym większa
nieliniowość sygnału bo maleje prąd płynący przez sumaryczną
rezystancję. Zamiast dawać rezystor R45 zrób sobie proste źródło prądowe
np na LM317
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf Fig.3
Ponadto zobacz sobie tabelę:
http://www.thermocouple.co.uk/Downloads/TD-TV_PT1A.pdf
Nachylenie krzywej R(T) trochę spada i punkt 400 C będzie o 10C niżej od
prostej rozpiętej na przykład na punktach 0 i 100C.
Możesz po prostu się tymi nieliniowościami nie przejmować i w procku
to korygować, ale ja osobiście usunąłbym nieliniowość wynikającą z
niepoprawnego pomiaru (dając źródło prądowe) a w procek wszył poprawki
na nieliniowość charakterystyki czujnika.

--
Pozdrawiam
MD

Re: PT100
Quoted text here. Click to load it

Czyli proponujesz żebym zostawił ten układ i wstawił tam źródło prądowe?
A wtedy będę jeszcze musiał poprawiać programowo charakterystykę czujnika?

Robert

--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Re: PT100
W dniu 2011-08-25 12:27, snipped-for-privacy@poczta.onet.pl pisze:
Quoted text here. Click to load it

Niezupełnie.  Ja bym zrezygnował z przesuwania poziomu. Chcesz mieć
zakres od -50C (80 Ohm) do 400C (247 Ohm). Dajesz źródło 1mA i jeden
wzmacniacz o wzmocnieniu 10 i masz zakres zmian od 0,8V do 2,5V.
I po co tu ten rezystor R41?

Quoted text here. Click to load it

Mała poprawka kwadratowa albo niezbyt gęsta tablica i interpolacja.


--
Pozdrawiam
MD

Re: PT100
W dniu 2011-08-25 12:27, snipped-for-privacy@poczta.onet.pl pisze:
Quoted text here. Click to load it

Jak mawiają matematycy: "Przez dowolne trzy punkty można poprowadzić
prostą. O ile ta jest dostatecznie szeroka".
Jak już wykonasz układ, zamiast PT100, na tych samych drutach(!) wstaw
rezystory o znanej rezystancji i z tabeli oblicz, jaką temperaturę
powinien wskazywać miernik. Jak będzie ok, to OK.
K.


Re: PT100
Na elektrodzie jest jakiś wątek, że można PT100 podłączyć do
wzmacniacza INA122. Tylko nie wiem jak. Mógłby mi ktoś pokazać
jak to zrobić? Będzie to wtedy działać na 400 stopni i mieć 2,5V
na wyjściu?

Robert


--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Re: PT100

Quoted text here. Click to load it

Ty nie masz w swoim układzie żadnej linearyzacji.
Linearyzacja wielomianem może być np.:
Rt = R0(1+At+Bt^2 )
A = 3,9083 x 10-3 °C-1
B = -5,775 x 10-7 °C-2

Najlepszy byłby klasyczny mostek do pomiaru rezystancji,
np.
http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1546194.html#7549372


Re: PT100
Witam,
dzięki wszystkim za wskazówki na przetwornik do PT100.
Ale wszystkie te schematy dawały wykresy w SPICE nie
takie jak oczekiwałem. Albo w ogóle się nie nadawały do
do niczego.
Pokombinowałem trochę i zrobiłem taki oto schemat:
http://imageshack.us/f/714/pt1002.jpg/
Składa się z dwóch części: źródła prądowego 1mA oraz
układu przetwarzania i linearyzacji.
W SPICE daje prawie liniowy wykres napięcia względem
temperatury w zakresie 0..400 stopni.
Przy 400 stopniach daje na wyjściu 2,5V.
No i mam wreszcie 3 przewodowe połączenie i oparte
na popularnym wzmacniaczu LM324.
Czy mógłby ktoś doświadczony rzucić okiem na ten schemat i
powiedzieć jak to będzie się w rzeczywistości zachowywać?
Czy taki układ jest w ogóle poprawny?

Robert

--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Re: PT100
W swojej wiadomości Robert napisał:
Quoted text here. Click to load it
Witam,
niestety ale chyba te wzmacniacze dla dokładności 0,1oC sie nie nadają.
Offset LM324 to typowo 2mV czyli dla 400stopni +-0,4st błędu na
samych wzmacniaczach bez dodatkowych błędów z rezystorów np 1%
czyli +-4stopnie..

Chyba że ta rozdzielczość to tylko pobożne życzenia i w rzeczywistości
wystarczy dokładność np. +-5 stopni.
--
pzdr, j.r.


Re: PT100
W dniu 2011-09-06 20:24, j.r. pisze:
Quoted text here. Click to load it

LM324 jak nazwał autor, jest wzmacniaczem popularnym. Ja dodam, że
starym i o archaicznych parametrach.
Offset straszny nie jest, można go zlikwidować programowo. Temperatura
pokojowa, Vos drift nie da mu w kość.
Ja obawiam się szumów, szczególnie typu 1/f. Tym bardziej, że w pdf
nawet nie są specyfikowane, a pamiętam z praktyki, te wzmacniacze mają
wysoki poziom szumów.
Trzeba pamietać, LM324 nie mają wyjść typu R-R, czyli napięcia od zera
nie są się uzyskać z pojedynczym zasilaniem.
Z drugiej strony, wzmocnienie to tylko 17V/V i może będzie tak
jak oczekuje tego autor.
Niech złoży układ i popatrzy, czy mu pasuje, mnie się nie chce go
liczyć. Starocie leżą w muzeum.
K.


Re: PT100
Quoted text here. Click to load it

To w takim razie jaki nowszy/lepszy wzmacniacz proponujecie?
Ale który pasowałby do tej aplikacji? Fajnie jakby był
tak popularny jak ten LM324.
Przyznam się szczerze że wzmacniacze nie są moją mocną stroną.

A tak w ogóle to jakie macie doświadczenia w symulacji w PSPICE i
potem w rzeczywistym układzie? Czy można na nim polegać, czy
symulacja daje coś innego niż w rzeczywisty układ?

Robert



--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Re: PT100
Quoted text here. Click to load it
[...]

Quoted text here. Click to load it

Jeżeli już koniecznie trzeba użyć wzmacniacza operacyjnego (WO) w
podobnej aplikacji jak Twoja, to używa się WO typu chopper lub nowszych
autozero (AZ, AZO). Nie są _popularne_.

Poczytaj książkę Piotr Górecki "Wzmacniacze operacyjne", w sam raz dla
początkujących.

PSPICE (poza szczególnymi przypadkami) jest tak dokładny jak modele
które zostały użyte do symulacji. Dla przykładu, rezystor kupiony w
sklepie, w analizie stałoprądowej, różni się od idealnego tylko o
wartość tolerancji. WO to już inna bajka, jeśli chcesz mieć dość
dokładnie wyniki symulacji używaj modelu WO dostarczonego przez
producenta. Będzie dość dokładnie.

Nie chciałeś posłuchać rady którą udzieliłem na początku, i dobrze.
Przynajmniej się czegoś nauczysz. Układ przy którym obstajesz, traktuję
jako edukacyjny a nie docelowy.
Nie zamieściłeś schematu zasilacza, a to najważniejszy obwód w aplikacji.

Po wykonaniu swojego układu na WO, wstaw 100Ohm w miejsce PT100 i zbierz
pomiary z dłuższego okresu czasu - godziny, doby.
Później podmuchaj na układ suszarką do włosów, niech się rozgrzeje np.
do 50-60°C, gdy będziesz zadowolony z wyników, to dobrze. Napisz na
grupie o wynikach badań.
O innych sprawach na razie nie ma nawet co pisać.
K.


Re: PT100
Quoted text here. Click to load it
Właśnie poczytałem co nieco o autozero i o chopper. No przyznam się
że różnica w cenie jest spora. LM324 kilkadziesiąt groszy a 2xtaki nowszy
wzmacniacz około 20 zł. Ja muszę mieć 8 takich wejść PT100.
Ale pomijam już cenę, muszę przyznać że te polecone przez Ciebie wzmacniacze
to już niezły postęp w porównaniu z LM324.
Ale skoro już masz taką wiedzę to może poleciłbyś jakiś wzmacniacz z tych
nowych, który nadawałby się do mojej aplikacji? Bo nawet jeżeli jakiś wybiorę,
to wybór może się okazać chybiony. Zresztą fajnie by było użyć w aplikacji
coś nowoczesnego. Pomożesz?

Quoted text here. Click to load it
Tak się składa że mam tę książkę. Nawet fajnie są tam opisane wszystkie
parametry wzmacniaczy. Ale jednak praktyka to jest coś, czego nie da
się przeskoczyć. Ja buduję jakieś części analogowe oparte na wzmacniaczach
sporadycznie, stąd moje pytania dotyczące tego problemu.

Quoted text here. Click to load it
Właśnie przeglądnąłem modele dostarczane przez producentów, i to są pliki
tekstowe. A ja używam PSPICE w ORCAD-zie a tam jest symbol elementu i za
bardzo nie wiem jak podpiąć ten model od producenta.

Quoted text here. Click to load it
Wiem że na początku rozmowy proponowałeś układ z AD7715. Ale z opisu w pdf-ie
wynika że jest to przetwornik. Ale w pewnym momencie jest narysowany
jest schemat z podpięciem PT100. I można tak bezpośrednio do niego podłączyć
PT100? Poza tym nie wiem jaki tam podłączyć kwarc? Dużo niewiadomych, mało
praktyki.

Quoted text here. Click to load it
Pewnie teraz podpadnę, ale niestety jest to układ docelowy. Wcale przy nim
nie obstaję. Tylko że na kilka układów przesymulowanych w PSPICE tylko
ten daje wyniki jakie oczekuję.

Quoted text here. Click to load it
Wymyśliłem sobie że cały układ (wspomniane układy do PT100 + trochę
cyfrówki + mikrokontroler) będzie zasilane z przetwornicy AIMTEC lub
QLT POWER 24V/5V 400mA.
Czy to dobry pomysł?

Quoted text here. Click to load it
Jak cały układ już zmontuję to napiszę na grupie jakie są wyniki.

Quoted text here. Click to load it
A szkoda, na naukę nigdy nie jest za późno.

Robert

--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Re: PT100
W dniu 2011-09-08 08:13, Robert pisze:
Quoted text here. Click to load it

Mogę odpowiadać na _konkretne_ Twoje pytania, konstruować za Ciebie nie
będę, ok?
W tej aplikacji niezmiennie poleciłbym chopper lub autozero, powodem
jest niezmienny z założenia offset. W innych WO nie stosujących tej
techniki przetwarzania co jakiś czas (kilka miesięcy, rok) trzeba
ponownie kalibrować urządzenie.


Quoted text here. Click to load it

Ja też buduję sporadycznie układy w których jest WO, wiem jakie potrafią
być czasem trudności z tego powodu.

Quoted text here. Click to load it

Czołowi producenci WO, udostępniają swoje programy do symulacji na bazie
PSPICE. Ja używam TINA autorstwa Texas Instruments. Analog, Linear też
udostępniają własne.


Quoted text here. Click to load it

To masz przechlapane, bo układ będzie relatywnie szybko tracił
kalibrację. Napisałeś o interface CAN, jeżeli do tego będzie to jeździć
na jakimś pojeździe lub pracować w warunkach wibracji to jeszcze gorzej.


Quoted text here. Click to load it

Przetwornica w pobliżu układów analogowych to kiepski lub zły pomysł.
Jeżeli nie ma wyjścia, to najpierw uruchamia się cały układ analogowy
zasilany ze stabilizatorów liniowych (sprawdzając oscyloskopem
tętnienia) a dopiero później dokłada przetwornicę i sprawdza, czy "sieje".


Quoted text here. Click to load it

To proszę: nie umieściłeś filtrów dolnoprzepustowych między PT100 a WO,
a to bardzo zły pomysł. Policz taki filtr na 10Hz.

Jak popatrzeć na koszta, to może jednak przyjmiesz moją pierwszą
propozycję zastosowania specjalizowanego ADC do PT100?

Daj sobie też spokój z trójprzewodowym układem pomiarowym, dopiero
czteroprzewodowy (układ Kelvina) nie wnosi błędów pomiaru.

K.


Site Timeline