OpAmp Ausgangsspannung

[Crazy Harry]

@Manf: wie meinst du das ? den spannungsabfall am KTY/Temperatur ?
da kommt eine katastrophale kurve raus

[edit] wohl doch eher spannungsabfall pro °C über den gesamten verlauf ?

[Manf]

Die Kurve soll ja einigermaßen linear sein.
An der Kurve selbst erkennt man die Liearität nicht sehr gut.
Man könnte dazu die beste Gerade approximieren (excel funktion) und die Differenz zur Kurve bilden.

Einfacher in der Berechnung ist es, den Differenzenquotienten zu bilden
Delta Messwert geteilt durch Delta Temperatur.
Bei konstantem Delta Temperatur sind es dann einfach die Differenzen der Messwerte über der Temperatur aufgetragen an denen man die Abweichung von der Linearität recht genau erkennen kann..
Manfred

[Manf]

So sieht es dann beispielsweise für den KTY81-1 aus der über einen Widerstand von 2k2 (braun), 2k7 (grün) und 3k3 (blau) an 5V angeschlossen ist. Beim Spannungsabfall am Teiler (linkes Bild) erkennt man ungefähr eine Gerade, bei den Differenzen pro 10°C (rechtes Bild) erkennt man einen Verlauf der bei einer Geraden waagerecht verlaufen sollte.
Manfred


Bild hier  

[Crazy Harry]

also hier dann die spannungsabweichung / 10°C. ich habe die zwischenwerte entfernt, da diese nicht als datenblattwerte vorliegen, sondern linear berechnet waren.

Y-Achse 0 ist der gemittelte wert aller ergebnisse.
X-Achse ist (Temp+10)-Temp

[edit] nach x-maligem edit: die kurve war richtig - die beschriftung falsch

[Quincy]

Also das Gehäsuse sollte ja prinzipiell immer gleich wirken, also 0,32°C Selbsterwärmung pro mA Stromfluss. Wenn man Angst vor diesem Effekt hat, kann man ja die Messschaltung solanga man nicht mißt vom Strom trennen und nur bei Bedarf durchfließen lassen. Oder man berechnet ihn und berücksichtigt die Selbsterwärmung in der Software. Ich könnte mir als Test, ob das ein Problem ist vorstellen zwei Sensoren gleich zu kalibirieren und dann beide die Raumtemperatur messen zu lasssen: Den einen in einer Flüssigkeit (wegen besserer Wärmeabführung), den anderen die Lufttemperatur. Könnte doch klappen oder hab ich da jetzt nen Denkfehler?

Dass die Kurven nicht ganz linear sind, sieht man ja schon in der linken Darstellung, richtig deutlich wird es natürlich auf der rechten Seite. Danach sollte man also doch dann eher auf 3,3k (oder höher?) umsteigen? Das Problem liegt ja hauptsächlich im oberen Bereich >100°C.
Ich habe mich mit Excel an den Korrelationskoeffizienten der Ausgleichsgerade gehalten, der bei 2,7k bzw. 3,3k am Besten war. Das müsste doch das sein, was du mit "beste Gerade approximieren" meinst, Manf.

Es gibt doch auch bestimmt ne Formel um den optimalen Linearisierungswiderstand zu errechnen. Hab auf die Schnelle das hier gefunden: http://www.ntb.ch/Pubs/sensordemo/wt...ierung_NTC.pdf
Hab aber leider jetzt gerade keine Zeit es eingehend zu lesen, werd ich aber sobald wie möglich nachholen. Eine Grundaussage ist aber schon, dass der Fehler des Bauteils höher ist als der Fehler in der Linearität. Wobei die reden von einem Parallelwiderstand, leider fehlt ein Schaltplan/Skizze....

[Manf]

Die Eigenerwärmung (solange sie so gering ist) kann bei konstantem Wärmewiderstand herausgerechnet (abgezogen) werden.
Ein Luftzug ändert aber den Wärmewiderstand und man sollte die Eigenerwärmung deshalb gering halten.

Testen geht am besten mit Pusten oder Luftbewegung mit Gebläse, Wasser hat weitere Effekte wie Wämekapazität und Verdustung.

Für die Berechnung mit höherer Auflösung wie beim Kurvenoptimieren kann man auch mit der Kurve nach Formel rechnen, die Tabellenwerte sind auf Ohm gerundet. Bei der ganzen Optimierung sollte man die Bauteile-Toleranzen der Sensoren nicht vergessen.
http://www.semiconductors.philips.co...EMP_1996_3.pdf
Manfred

[Quincy]

Das PDF ist super Manf , das hätte ich schon viel früher haben müssen, bin aber leider nicht drüber gestolpert. =D>

Welche Kurve mit Formel meinst du? Die im PDF angegebene für das Verhalten des Sensors mit den diversen Eigenheiten? Problem wäre doch hier, dass die durch die Linearisierung im Spannungsteiler nicht mehr gilt....

Ich baue hier kein hochgenaues Messgerät mit 1/100°C Auflösung, aber verschenken will ich ja schließlich auch nichts. Im Moment favorisiere ich die Linearisierung des Sensors mit 2,7k und dann 2-Punkt Kalibrierung per Software, die dann Effekte wie Selbsterwärmung und Co. mit einbezieht. Das Problem ist nur noch wie man das Teil kalibrieren soll, weil entweder man braucht ein noch viel genaueres Messgerät oder absolute Physikalische Punkte.

Jemand Vorschläge?

[Manf]

Gleichung (1) gibt den Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur an. Für den Bereich über 100°C gibt es die Erweiterung um die Parameter C und D...

Wie man oben im rechten Bild mit den 3 Kurven (braun grün blau) sieht, ergibt sich eine starke Krümmung bei hohen Temperaturen. Schließt man den Bereich aus dann ergibt sich eine bessere Linearität.

Man sollte das Thermometer abgleichbar machen und erst einmal so gut wie möglich an zwei bekannten Werten abgleichen. Alles weitere kommt auf die Anwendung an.
Manfred

[ruediw]

Zum Kalibrieren kannst Du den Sensor einmal in ein Gefäss mit Wasser indem Eisstücke schwimmen bringen (0oC) und nacher in ein Gefäss
mit siedendem Wasser (100oC). Natürlich musst Du dafür sorgen dass
die Anschlüsse entsprechend isoliert sind.
Das kannst Du zum Beispiel so machen, dass Du einen Schrumpfschlauch auf die Anschlüsse anschrumpfst.

[Quincy]

Das war auch meine Idee zum Thema "physikalische Punkte", aber es gibt zwei Probleme:

1. Ich habe manche Sensoren, da liegen diese beiden Punkte nicht innerhalb des Meßbereichs

2. Die Siedetemperatur des Wasser ist nicht exakt 100°C


@Manf
OK, die Formeln hab ich gesehen und verstanden, aber sobald der Sensor doch in einem Spannungsteiler mit nachgeschaltetem Verstärker hängt kann ich die doch gar nicht mehr nutzen, weil das Verhalten des Sensors überlagert wird, oder?