Temperatur Erfassung mit einer Genauigkeit von 0.0005C°

[woody99]

Hallo zusammen,

da ich neu hier bin möchte ich mich kurz vorstellen. Ich bin 23 Jahre alt und BA-Student(Elektrotechnik).

Habe im zuge meines Studiums eine Aufgabe zur Temperatur Erfassung mit einer Genauigkeit von 0,0005C° erhalten. Die erfasste Temperatur muss später von einem Mikrocontroller an einen PC geschickt werden.
Für diese Aufgabe mit einer so hohen Genauigkeit dachte ich an einen Mikrocontroller von Analog Devices z.B. der ADuC845 oder ADuC848 da diese über Delta Sigma Wandler verfügen mit einer Auflösung von 16- und 24 Bit.
Da ich mehrere Temperaturen erfassen muss dachte ich das ich sie über einen Multiplexer schalte.
Bei der Übertragung zum PC dachte ich an die RS232 Schnittstelle.

Nun meine Fragen:
Der Mikrocontroller kann die Auflösung von 0.0005C° bewältigen nur wie bekomme ich vom Sensor aus so eine hohe Genauigkeit?
Nutzen von Messbrücken?
Wie sieht es mit dem Abgleichen aus?
Und auf was sollte bei dieser Genauigkeit noch geachtet werden?

Ich hoffe ihr könnt mir dabei weiter helfen danke schon mal im voraus.

MfG woody

 

[R.B.]

Hallo Woody,

zuerst wäre noch zu klären ob absolute oder relative Genauigkeit gemeint ist. Temp.sensoren sind nicht gerade mein Fachgebiet, aber ich halte es für ziemlich gewagt eine Temperatur auf 4 Stellen hinter dem Komma zu ermitteln. Wenn ich mir vorstelle, mein Wohnzimmer hat 21,0005°C :?

Wer will das so genau kalibrieren?

Also wäre die nächste Frage nach dem erlaubten "Fehler" der Messung. 4 Stellen hinter dem Komma bedeutet ja noch lange nicht daß die Anzeige bis zur letzten Stelle korrekt ist. Und weiter geht´s mit der erforderlichen Auflösung (0,0005 oder 0,0001 bei 0,0005 Genauigkeit) sowie dem Bereich den das Thermometer abdecken soll (Bsp.: -40°C bis +100°C o.ä.).

Erst dann kann man sich auch Gedanken über den A/D-Wandler machen. Geschwindigkeit spielt hier wohl keine Rolle :lol:

Die Auflösung des Wandlers sollte dann entpsrechend der Temperaturauflösung und Messbereich gewählt werden. Man muss sich vermutlich auch Gedanken darüber machen, wie man einzelne Fehler mittelt damit man die Genauigkeit erreicht. Gerade der Wandler dürfte bei der hohen Auflösung nicht ganz unkritisch sein, da genügen kleinste Störungen auf der VCC oder Einkopplung in die Sensorleitung und schon ist die Messung für den Mülleimer.

Auf jeden Fall bin ich gespannt wie das Thermometer kalibriert werden soll. Mit der Eiswasser-Methode wird´s wohl kaum funktionieren... :lol:

Gruß
Ralf

 

[woody99]

Hallo Ralf,

erstmal danke für deine schnelle Antwort.
Es handelt sich um die relative Genauigkeit.
Klar ist natürlich das eine so hohe Auflösung nicht für irgendwelche einfachen Messungen
benötigt wird sondern in der Industrie teilweise verlangt werden.
Der Messbereich wird zwischen +10°C bis +45°C liegen.
Zur Kalibrierung kann ich noch nicht wirklich viel sagen da ich dazu noch keine Infos habe.

Da es um die relative Genauigkeit geht werden Probleme wie Eigenerwärmung durch zu hohe
Ströme wohl keine Rolle spielen.
An die Geschwindigkeit werden auch keine besonderen Anforderungen gestellt.

Hoffe ich konnte dadurch die Problematik etwas verständlicher darstellen

MfG woody

 

[R.B.]

Hallo Woody,

Eigenerwärmung und Einkopplung von Störungen sind sicherlich kritisch. Zudem muss die Linearität im Bereich 10°C und 45°C sichergestellt werden. Das muss man notfalls über Kalibrierung erreichen.

Bei 70.000 Temperaturabstufungen reicht ein 16Bit Wandler nicht mehr aus.

Ich würde mir zuerst Gedanken zum Temperatursensor machen, evtl. Platin o.ä. Dabei die Linearität beachten, insbesondere im o.g. Temperaturbereich. Der Sensor ist das Herz der Schaltung, je genauer (linearer) desto besser.

Dann T in U umwandeln und mit dem A/D-Wandler einlesen.

Gruß
Ralf

 

[woody99]

alles klar danke ertsmal falls ich noch weiter Fragen hätte melde ich mich einfach wieder.

MfG woody