Temperatur messen - Auflösung erhöhen

[churchi]

Hi

Ich hab mir folgende Schaltung nachgebaut mit einem ATMega128

Funktioniert eigentlich ganz gut, aber ich hab Probleme mit einer Referenztemperatur - alle Temperaturmessgerätchen die man so im Haushalt hat geben andere Werte von sich, aber zum kalibriern gibts ja genug Möglichkeiten.

Mein großes Problem ist die Auflösung.
0,63° ist mir zu wenig genau.
Ich würde ganz gern eine Auflösung von 0,1°C haben.
Natürlich muss ich dann vermutlich einen Teil vom Messbereich abgeben, aber -20° bis +50° würden mir reichen.
Also -20 müsste bestenfalls dem ADC - Wert von 0 und +50 dem ADC-Wert von 1024 entsprechen.

Was gäbs da für Möglichkeiten um sowas in er Art zu realisieren?
Das es so schön wohl nicht werden kann weiß ich

plz hlp

[churchi]

Ich hab mir jetzt überlegt, dass ich eigentlich nie auf einen Wert über 512 kommen kann, da der Sensor nie auf einen solchen Widerstand kommen kann.
Es wäre doch möglich, den Sensor wie im Link beschrieben mit 5V zu fahren, aber dem ATMega128 eine Referenzspannung von 2,54V zu geben?
Dann wär doch die Auflösung doppelt so hoch - oder?
statt 0,6° dann 0,3°.

[churchi]

Es funktioniert.
Der ADC läuft mit der internen Referenzspannung von 2,54V und ansonsten blieb die Schaltung gleich.
Eine Veränderung des ADC Wertes um 1 ergibt eine Veränderung der Temperatur um 0,3°.
Natürlich musste ich den Fühler auch Kalibrieren.
Einfachheitshalber nahm ich eine 2-Punktkalibration.

Ich habe nun einigermaßen mein Ziel erreicht.
Ist natürlich nicht perfekt aber falls jemand noch Vorschläge hat bitte unterbreiten

[wfischer]

Mit einem Operationsverstärker kannst du den Messbereich und damit die Auflösung nahezu beliebig anpassen. Einen Schaltplan sowie die nötigen Berechnungen findest du auf folgender Seite:
http://www.thesunscreenman.com/download/msy0000.pdf

[Manf]

Der Thermofühler KTY81 ist dem KTY10 recht ähnlich in der Empfindlichkeit und in der Art wie die Kennlinie linearisiert wird.
Wir hatten das Thema auch hier schon einmal.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...ighlight=kty10

Der Hinweis auf den PT100 Fühler ist auch sehr gut mit ausführlicher Beschreibung. Hier wird auch gezeigt wie man das Singnal noch verstärkt was ja gerade beim PT100 Fühler noch wichtiger ist.
Manfred

[Thoralf]

gut, daß ihr von Auflösung und Empfindlichkeit sprecht. Die Genauigkeit ist ja oft ganz was anderes. Jenachdem was gemessen werden soll, kommen da erhebliche Meßfehler im Bereich von mehreren Grad zusammen.
Am einfachsten ist das messen der Temp. einer Flüssigkeit. Dort umspült sie den Sensor und läßt Genauigkeiten bis 0,1° zu, wenn die Flüss. gut durchgemischt ist.
Bei Gasen wird oft der Einfluß von parallel vorhandener Strahlung (z.B. bei Außentemp.messung) vergessen. Auch eine Abschirmung durch Blechrohre darf sich nicht aufheizen. Hier würde ich bei sauberer Arbeit so ca. 0,5° für möglich halten.
Bei Oberflächen- also Festkörpertemp. macht man i.a. die meisten Fehler. Die oberfläche wird in ihrem Temp.austausch mit der Umgebung oft durch die Fühleranbringung behindert. Dieser Punkt ist deshalb oft kühler oder wärmer als die sonstige Oberfläche. Außerdem stellt sich auch zwischen dem Inneren und der Oberfläche ein Gradient ein, s o daß man die Innentemperatur nicht richtig messen kann.
Wichtig ist auch noch der Kontakt zur Oberfläche. Hängen Sensorteile quasi in der Luft stellt sich wieder irgendein Mittelwert zwischen Oberfläche und Luft ein. Bei Festkörperoberflächen würde ich mit einfachen Mittel ca. 1..5° Genauigkeit für möglich halten.
Davon sollte man ausgehen, wenn die Temp.messung konzipiert wird. Das entscheidet auch mit die notwendige Auflösung des ADUs
Das war jetzt ziemlich allegemin, aber Temperaturen werden ja oft gemessen. Somit hat man paar Anhaltspunkte.
Ja nicht zu große Klimmzüge machen mit Verstärkung, Auflösungserhöhung usw. Die gewonne Empfindlichkeit kann bei schlechter Sensorapplikation nur aus Hausnummern bestehen.

[Manf]

Je nachdem was gemessen werden soll,

Man kann auch das Gegenteil sagen, ohne zu widersprechen.

Eine Uhr von der man die Uhrzeit abliest, beispielsweise um zu erfahren wie lange es noch bis Mittag ist, oder wie lange die Sonne noch scheint, wird in ihrem angezeigten Absolutwert der Zeit ausgewertet. Sie braucht dann keine sehr hohe Auflösung. Dass trotzdem Uhren mit Sekundenzeigern ausgrüstet sind, das liegt zum Teil daran, dass man nicht nur absolute Mesungen macht sondern auch relative. Andere Zeitmesser arbeiten nicht mit ganzen Sekunden sondern mit Nanosekunden und Bruchteilen davon.

Wenn die Auflösung bei einem Messgerät höher ist als die Genauigkeit, dann kann man noch Differenzen Messen und richtig verwenden auch wenn die absolute Genauigkeit längst nicht mehr mitkommt.

Im Bereich der Temperaturen sind dies zeitliche und räumliche Differenzen und Differenzen die durch Einflüsse bedingt sind deren Wirkung gemessen werden soll.
(Nur so als Anmerkung)
Manfred

[churchi]

Mit einem Operationsverstärker kannst du den Messbereich und damit die Auflösung nahezu beliebig anpassen. Einen Schaltplan sowie die nötigen Berechnungen findest du auf folgender Seite:
http://www.thesunscreenman.com/download/msy0000.pdf

Danke - werd ich mir mal genauer ansehn

Wir hatten das Thema auch hier schon einmal.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...ighlight=kty10

Auf meiner Suche im Internet nach einer Lösung bin ich auch auf diese Seite gestoßen - dort wird aber die Auflösung nicht behandelt?


Ich muss jetzt erstmal schaun, dass ich möglichst viele verschiedene Temperaturen bekomme um möglichst genau interpolieren zu können.
So wirklich Linear kommt mir das trotz der Bauweise mit Widerstand nicht vor.

[Manf]

Auf meiner Suche im Internet nach einer Lösung bin ich auch auf diese Seite gestoßen - dort wird aber die Auflösung nicht behandelt?

Dort geht nur um die Linearisierung anhand des Datenblatts. Für die Verstärker steht ja einiges im PT100 link. Für die kleine Verstärkung die man hier braucht reicht vielleicht schon ein OP.

(Ich habe auch schon oft die Erfahrung gemacht, dass man etwas unter Google sucht und dann auf die eingenen Beiträge im Roboternetz kommt. )

So furchtbar viele Referenztemperaturen wird man zwischen 0 und 100 Grad nicht bekommen. Vielleicht sollte man einem Flüssigkeitsthermometer als Referenz in der Linearität vertrauen, das man an den Endpunkten überprüft und bei guter thermscher Kopplung (bewegtes Wasser) den Bereich abfahren.
Manfred

[churchi]

So furchtbar viele Referenztemperaturen wird man zwischen 0 und 100 Grad nicht bekommen. Vielleicht sollte man einem Flüssigkeitsthermometer als Referenz in der Linearität vertrauen, das man an den Endpunkten überprüft und bei guter thermscher Kopplung (bewegtes Wasser) den Bereich abfahren.
Manfred

Ich werd bei Gelegenheit das mal mit einem Quecksilberthermometer am Herd ausprobieren.
Dann müsst ich wenn ich die Temperatur langsam steigen lasse eine schöne Anäherung durchführen können.
So alle 10° einen Messpunkt.
Ich wollte schon die Eiswassermethode ausprobieren, jedoch kam ich drauf, dass mein Eiswasser 7° und nicht 0° hat...