Hi, ich möchte ein analoges Sensorsignal Ue (0..10 Volt) auf den Bereich Ua (0..5V) linear abbilden: Ua = (1/2) Ue. Diese Umwandlung soll möglichst präzise sein (auf z.B. 1 mV). Die erste Idee ist die Verwendung von zwei gleich großen Widerständen mit möglichst geringer Anfangstoleranz. An einem der Widerstände wird ein Spannungsfolger geschaltet um den Spannungsteiler möglichst nicht zu belasten. Ich würde das gerne noch gegen Temperaturschwankungen absichern. Gibt es eine Möglichkeit, eine Art Temperaturkompensation dafür zu bauen? Eine Idee wäre, die Widerstände so dicht aneinander zu bauen, dass eine Änderung der Temperatur auf beide Widerstände nahezu in die gleiche Widerstandsänderung mündet, und so die Genauigkeit nur noch hauptsächlich von den Widerstandstoleranzen abhängen. Gibt es aber im Prinzip Schaltungen mit denen man eine Stabilisierung der Temperaturschwankungen erreichen kann? VG Mat
@ Mat (Gast) >ich möchte ein analoges Sensorsignal Ue (0..10 Volt) auf den Bereich Ua >(0..5V) linear abbilden: Ua = (1/2) Ue. Das nennt sich Spannungsteiler. >Diese Umwandlung soll möglichst präzise sein (auf z.B. 1 mV). Das wären bezogen auf 10V 0,1 Promille bzw. 100ppm. Da musst du schon VERDAMMT genaue Widerstände suchen. >Ich würde das gerne noch gegen Temperaturschwankungen absichern. Gibt es >eine Möglichkeit, eine Art Temperaturkompensation dafür zu bauen? >Eine Idee wäre, die Widerstände so dicht aneinander zu bauen, dass eine >Änderung der Temperatur auf beide Widerstände nahezu in die gleiche >Widerstandsänderung mündet, und so die Genauigkeit nur noch >hauptsächlich von den Widerstandstoleranzen abhängen. So in etwa. Es gibt Widerstände auf dem gleichen Substrat, das kommt dem sehr nahe. >Gibt es aber im Prinzip Schaltungen mit denen man eine Stabilisierung >der Temperaturschwankungen erreichen kann? Nennt sich Ofen, sowas wird u.a. für sehr genaue Quarzoszillatoren benutzt. Aber brauchst du WIRKLICH 100ppm GENAUIGKEIT? Wofür?
Mat schrieb: > Ich würde das gerne noch gegen Temperaturschwankungen absichern. Dann nimm Widerstände mit geringem Tk.
Zwei solche für den Anfang. Dann kann man noch den Feinabgleich machen. www.reichelt.de/?ARTICLE=12751
Mat schrieb: > Hi, > > ich möchte ein analoges Sensorsignal Ue (0..10 Volt) auf den Bereich Ua > (0..5V) linear abbilden: Ua = (1/2) Ue. > Diese Umwandlung soll möglichst präzise sein (auf z.B. 1 mV). Die erste > Idee ist die Verwendung von zwei gleich großen Widerständen mit Wenn Du solche Fragen stellen mußt dann kann es mit dem 1mV auch nicht weit her sein... wie auch immer, netter Trollversuch. Und wenn nicht, kauf Dir entsprechende Widerstände bei Farnell, rs, oder wem auch immer, der so Zeugs im Fundus hat. Grüße MiWi
Mat schrieb: > ich möchte ein analoges Sensorsignal Ue (0..10 Volt) auf den Bereich Ua > (0..5V) linear abbilden: Ua = (1/2) Ue. > Diese Umwandlung soll möglichst präzise sein (auf z.B. 1 mV). Die erste > Idee ist die Verwendung von zwei gleich großen Widerständen mit > möglichst geringer Anfangstoleranz. Sehr guter Ansatz. Nimmst du z.B ein Widerstandsarray 8x N k. Die Widerstände darin sind zwar (absolut) nicht sehr genau, aber relativ zueinander doch recht genau. Wenn du nun noch je vier dieser Widerstände des Arrays parallel schaltest, ergibt sich ein Spannungsteiler, der noch ein Klasse genauer ist als der garantierterte Höchstunterschied zwischen den Einzelwiderständen. > An einem der Widerstände wird ein > Spannungsfolger geschaltet um den Spannungsteiler möglichst nicht zu > belasten. Das ist ein ganz anderes Thema. Möglicherweise sogar ein völlig irrelevantes. Nämlich dann, wenn sich bei genauerer Betrachtung ergibt, daß der Spannungsfolger selber schlicht überflüssig ist. > Ich würde das gerne noch gegen Temperaturschwankungen absichern. Bezüglich des Spannungteilers brauchst du dir hier keinerlei Sorgen zu machen, da alle Widerstände so eines Arrays auch (nahezu) die gleiche Tk-Kennlinie haben und sie obendrein in einem ziemlich engen thermischen Kontakt stehen...
Tom schrieb: > Zwei solche für den Anfang. Dann kann man noch den Feinabgleich machen. > www.reichelt.de/?ARTICLE=12751 Entscheidend ist eigentlich nur der Tk, aber 25ppm sollte da ausreichen. Aber falls sich Anja noch meldet, wird sie bestimmt noch ein Haar in der Suppe finden. :-) Erstaunlich, wie billig solche Widerstände inzwischen sind. Feinabgleich macht man am besten in der Software.
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Wieso nicht fertige Präzisions-Spannungsteiler nehmen? Die sind in einem Gehäuse und fertig aufeinander abgestimmt. Beispiel (Mit 100kΩ, 1:1, 0.035%): https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/data-converters/digital-potentiometers/MAX5490.html/tb_tab0
Luther B. schrieb: > Beispiel (Mit 100kΩ, 1:1, 0.035%): Nö, der Baustein reicht nicht aus, da der Threadersteller eine Genauigkeit von 0,01% gefordert hat. Da muss man sich schon bei Vishay o.ä. Herstellern in der Ecke mit den hochgenauen Spannungsteilern umschauen. SMD-Bauteile besitzen zudem den Nachteil, dass mechanische Spannungen der Leiterplatte sehr leicht übertragen werden und man bei Handlötung das Bauteil sehr ungleichmäßig erwärmt. Deswegen werden hochgenaue Widerstände/Spannungsteiler fast ausschließlich in bedrahteter Form verwendet. Der Threadersteller sollte sich auch ein paar Gedanken darüber machen, wie er die korrekte Funktion des Spannungsteilers und vor allem des nachgeschalteten Spannungsfolgers nachweist. Hierfür benötigt man ja ein Multimeter, welches nochmals ca. eine Größenordnung genauer ist. Auch der Spannungsabfall und der Innenwiderstand der Quelle, die den Spannungsteiler treibt, ist ggf. nicht zu vernachlässigen, da man sich sonst eine Asymmetrie einfangen kann.
@ Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) >Nö, der Baustein reicht nicht aus, da der Threadersteller eine >Genauigkeit von 0,01% gefordert hat. Er glaubt das brauchen zu müssen ;-) 0,01% incl. kleinem TK ist schon die HOHE Schule der Präzisionsmesstechnik, die man nicht einfach mal so meistert. Und schon gar nicht alles für drei fuffzich aufbaut.
c-hater schrieb: > Wenn du nun noch je vier dieser Widerstände des Arrays parallel > schaltest, ergibt sich ein Spannungsteiler, der noch ein Klasse genauer > ist als der garantierterte Höchstunterschied zwischen den > Einzelwiderständen. wie das? oder meinst meinst du der Spannungsteiler ist mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit eine Klasse genauer?
Walter S. schrieb: > wie das? > oder meinst meinst du der Spannungsteiler ist mit einer gewissen > Wahrscheinlichkeit eine Klasse genauer? Ja, natürlich. Wobei ich in deiner Anmerkung glatt das Wörtchen "nur" vermisse. Das erst wäre der Auslöser einer richtig interessanten Diskussion gewesen...
Mat schrieb: > ich möchte ein analoges Sensorsignal Ue (0..10 Volt) auf den Bereich Ua > (0..5V) linear abbilden: Ua = (1/2) Ue. > Diese Umwandlung soll möglichst präzise sein (auf z.B. 1 mV). Ok, mal davon abgesehen, dass dein Sensorsignal ebenso genau sein muss (Gegentakt- und Gleichtaktstörungen), bräuchtest du einen ADC mit realen 14 Bit Auflösung. Dann kommen hier aber Offset, INL, DNL, unsaubere Speisung hinzu und weg ist deine Präzision. > Ich würde das gerne noch gegen Temperaturschwankungen absichern. Gibt es > eine Möglichkeit, eine Art Temperaturkompensation dafür zu bauen? Ein schlaues Layout hilft hier auch schon: Seebeck-Effekt kann hier schon einige mV einspielen. Und auf einem PCB gibts diverse Wärmequellen... Fazit: Klingt nach einer grossen Herausforderung, die nicht in 1 Tag und mit 10 Euro gelöst wird.
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Hallo, Mat schrieb: > Gibt es aber im Prinzip Schaltungen mit denen man eine Stabilisierung > der Temperaturschwankungen erreichen kann? Klar das nennt sich Ofen. http://shop.kuhne-electronic.de/kuhne/de/shop/professionell/prof-zubehoer/QH+40+A+Praezisionsquarzheizer+40%C2%B0+QH40A/?card=260 Ich würde aber bereits einen fertigen Teiler nehmen. z.b. Vishay DSMZ http://www.digikey.de/product-search/de?keywords=dsmz oder LT5400 http://www.digikey.de/product-search/de?vendor=0&keywords=lt5400 oder auch Visay MPMT http://www.digikey.de/product-search/de?pv1=112&FV=fff40001%2Cfff80007%2C280016%2C3b80001&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25 c-hater schrieb: > Bezüglich des Spannungteilers brauchst du dir hier keinerlei Sorgen zu > machen, da alle Widerstände so eines Arrays auch (nahezu) die gleiche > Tk-Kennlinie haben und sie obendrein in einem ziemlich engen thermischen > Kontakt stehen... Man sollte schon darauf achten daß das Array mindestens Dünnschichtwiderstände (NiCr) enthält. Die normalen Arrays sind Dickschicht und die Eigenschaften streuen doch ziemlich. Wenn es ganz genau werden soll nimmt man einen kapazitiven Spannungsteiler mittels LTC1043 und einen hochpräzisen Pufferverstärker ADA4638 oder LTC1050 oder LTC2057. Damit hat man dann eine Genauigkeit von ca 5-10 ppm und einen Temperaturgang von 30-50nV/K. Beitrag "Re: LTC1043 Linearität + Charge-Injection" Gruß Anja
Hei, fertig gibt es das auch: 857-402 Messumformer von Wago Aber wahrscheinlich willst Du nicht >200€ ausgeben? ;-) Grüße, Tom
Tom P. schrieb: > fertig gibt es das auch: > 857-402 Messumformer von Wago Dieser Wandler besitzt nur eine Genauigkeit von 0,08% zzgl. 0,01%/K. Damit ist er locker um eine Größenordnung schlechter als vom Threadersteller gefordert. Ich frage mich ohnehin, warum der Threadersteller vermutlich völlig willkürlich eine so hohe Genauigkeit fordert, wenn vermutlich weder der Sensor noch die hinter dem Spannungsteiler befindliche Elektronik eine ähnliche Genauigkeit bieten.
Mat schrieb: > Die erste > Idee ist die Verwendung von zwei gleich großen Widerständen mit > möglichst geringer Anfangstoleranz. An einem der Widerstände wird ein > Spannungsfolger geschaltet um den Spannungsteiler möglichst nicht zu > belasten. > Ich würde das gerne noch gegen Temperaturschwankungen absichern. Gibt es > eine Möglichkeit, eine Art Temperaturkompensation dafür zu bauen? Du könntest vor den Spannungsteiler einen Multiplexer schalten und damit eine zusätzliche Referenzspannungsquelle (z.B. LM399) messen und per Software verrechnen. Unterschätze aber nicht den Aufwand mit dem Multiplexer. Je schneller du Schalten möchtest, desto komplizierter wird die Auslegung der Schaltung (parasitäre Kapazitäten im Multiplexer). Außerdem bräuchtest du einen weiteren Spannungsfolger um den Widerstand des MUX aus dem Spannungsteiler rauszuhalten.
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