Hjälp med kopplingsschema till PT100-givare till Arduino

[Brettan]

Hej.

Jag vill läsa av 3 st PT100-givare på de analoga ingångar på ett Arduino-kort.

Viktigt är (i följande ordning):
1. Upplösning. Jag vill alltså se förändringen på varje givare.
2. Skillnad mellan givarna.
3. Absolut temperatur.

Temperaturen jag vill läsa av ligger mellan 70-90 grader C. PT100-givarna motstånd ligger då cirka mellan 127 - 135 ohm. Det vill säga en skillnad på 8 ohm. PT100-givarna drivs men en ström på 1mA och spänningen över givaren fluktuerar då med 8 * 0.001 = 8mV. ADC:n på ingången på Arduino-kortet konverterar en spänning mellan 0-5V. Jag tänkte då förstärka spänningen över givaren 5/0.008=625 ggr för att få högsta möjliga upplösning av ADC:n.

R1 och R2 väljs så att förstärkningen blir 625 ggr.

Det bästa kopplingsschemat jag kan komma på är följande:


Mitt största problem med denna uppställning är att jag inte kan driva alla givarna med samma ström. Dvs. jag kommer att få ett fel givarna emellan. Jag är lite osäker på hur stort detta felet reellt är då jag ändå har separata förstärkare för alla givarna och det således kommer att vara fel ändå.

Jag ser heller inte hur jag skulle kunna kalibrera givarna med denna uppställning. Förslag?

Andra synpunkter och invändningar mottages tacksamt!

Hälsningar, Johan

[TomasL]

Använd en riktig AD-omvandlare i stället, till exempel ADS1248 från TI, med den kan du hantera två givare. Med din uppställning, kan du knappast få bättre upplösning än någon grad, typ.

[Brettan]

Det får du gärna utveckla. ADC:n på arduino Uno är 10-bitars, dvs. 1024 steg. Jag delar in 20 grader i det. Dvs. min upplösning är 1/51,2 grader.

[TomasL]

Jo, men med kretsarna mm runt omkring, så får du rätt mycket fel, temperaturberoenden osv, dessutom måste du mata PT100 givarna från en bra Konstantströmgenerator, vilken kan vara svår att få till.
Du kan knappast räkna med att få mer än 6-8 användbara bitar, dvs någonstans mellan 64 och 256 steg.

[Brettan]

Menar du att TI:s ADC kan konvertera 8mV signal på 120 mV bias till något användbart, eller varför skulle inte den behöva ha signalen förstärkt? Vilka komponenter menar du är temperaturberoende? OParna är ju återkopplade.

[TomasL]

Alla komponenter är temperaturberoende, motstånd, OP's kondingar osv.
Ja TI-omvandlaren innehåller allt du behöver för en PT100.
http://elektronikforumet.com/forum/view ... =8&t=65628

[JimmyAndersson]

"Menar du att TI:s ADC kan konvertera 8mV signal på 120 mV bias till något användbart
eller varför skulle inte den behöva ha signalen förstärkt?"

ADS1248 är en 24-bitars A/D-omvandlare, dvs ca 16 miljoner "steg".
Delar du in dina 20° där så får du en teoretisk upplösning på 1/838860,75
Eller om vi räknar med dina 8mV så är 1 bit = 0,00000047mV.

Kort sagt: Det lär nog räcka..


En av fördelarna med en bra A/D-omvandlare är att
man slipper en massa kringkomponenter. Dvs:
Färre utspridda komponenter som brusar och påverkas olika av omgivningens (och varandras) temperatur.
Färre detaljer som måste vara exakta. (Tänker bl.a på motstånds-toleranser och övrig design.)

[Brettan]

Ja, du. Det verkar ju onekligen lite onödigt att uppfinna hjulet en gång till…

Men jag är inte helt med på hur gränssnittet fungerar. Går det att få den att kommunicera med Arduino på ett smidigt sätt? Hur i så fall?

[TomasL]

Den kommunicerar med SPI http://en.wikipedia.org/wiki/Serial_Per ... erface_Bus.
Har inbyggd PGA, dvs en förstärkare med programmerbar förstärkning, 2 stycken programmerbara strömgeneratorer samt multiplexer (och annat godis).

Huruvida det går att köra SPI på en Arduino, låter jag vara osagt, Mjukvaru-SPI går naturligtvis, men om den har hårdvaru-SPI får någon annan (som använder Arduino) berätta.
Som jag skrev i tråden jag länkade till, så använder jag den själv, köpte hem 100 stycken nyligen.

[Brettan]

Det verkar ju tom. som att Arduino Uno har stöd för SPI-kommunikation. Smidigt!

Tack för tipset! Jag antar att jag återkommer med mer frågor när jag ska koppla upp den.

Har du något uppfattning av hur noggrann upplösning jag kommer att få med en klass A, PT100 givare med fyrtrådskonfiguration?

[TomasL]

Nej, det beror på hur bra du kan kalibrera den.

[Brettan]

Beror upplösningen på kalibreringen? Borde det inte snarare bero på hur mycket det brusar?

[Brettan]

Nu har jag efter lång tid lyckats fixa ett kort för två styck ADS1248 men nu har jag fastnat på hur jag ska initiera chippen för att kunna läsa data.

Jag använder SPI-kommandon från ett Arduino UNO för att kommunicera.

Hur gör jag för att ställa in PGA, data rate etc. för att ställa upp kommunikationen och kunna läsa data?

Tacksam för all hjälp!