PT1000 mittels MCP41HV51 simulieren - funktioniert das so?

[Alram L. (alram)]

Hallo,

Ich bräuchte wieder einmal kurz eure Hilfe. Ziel ist es, dass an einem 
bestehenden System, welches einen Eingang für einen PT1000 besitzt, eine 
Temperatur mittels µC zu simulieren. Es reicht aus, einen sehr kleinen 
Temperaturbereich simulieren zu können; 15 bis 35 °C reichen aus.

Gesucht hätte ich schon einiges, leider nur begrenzt Antworten gefunden. 
Ein Ansatz wäre ein R2R Netzwerk. Scheint mir aber zu komplex bzw. 
aufwändig. Ein digitaler Poti (bspw. 8bit/5K) besitzt generll eine 
schlechte Auflösung. Beim MCP41HV51 bspw. wäre ein Schritt gleich mal 20 
Ohm. Jetzt denke ich mir, sollte es doch möglich sein, den gesamtem 
einstellbaren Bereich des Poti auf den in diesem Fall notwendigen 
Bereich zu skalieren. Das ginge doch zumindest theoretisch recht einfach 
mit der Schaltung aus dem Anhang.

Wenn ich für R1 3,3K und R2 1,4K einsetze, ergibt das für die Schaltung 
(rein rechentechnisch) eine möglichen Gesamtwiderstand von 982 bis 1197 
Ohm. Das wären für einen PT1000 irgendwo zwischen -5 bis +40 °C. Die 8 
Bit Auflösung des dig. Poti verteilt auf diesen Bereich wäre sicherlich 
genau genug und nach oben bzw. unten gibts noch Spielraum um die 
Toleranzen durch den µC kompensieren zu können.

Hab ich da einen Denkfehler, oder könnte das funktionieren?

Danke für eure Hilfe!
vG Alram

[Klaus R. (klara)]

Alram L. schrieb:
> Hab ich da einen Denkfehler, oder könnte das funktionieren?

Ein PT1000 ist nicht linear. Wie genau soll es denn sein?
mfg klaus

[Alram L. (alram)]

Hallo Klaus,

danke für den Hinweis. Wenn ich so nachrechne werde ich wohl R1 und R2 
etwas nachjustieren müssen, so dass sich die 8bit des Poti auf einen 
kleineren R(ges) Bereich erstrecken. Es sollte auf etwa 0,1 °C genau 
sein.

Kann man eigentlich paralellschalten zweier solcher Potis die 
Schrittweite halbieren? Theoretisch ginge das ja - aber praktisch?

vG Alram

[Michael B. (laberkopp)]

Alram L. schrieb:
> Hab ich da einen Denkfehler,

Entscheidend ist, ob die Pt1000 Messpannung vom Digitalpoti vertragen 
wird, also  zwischen V+ und V-/GND liegt.

Zu deinen 20 Ohm Schritt kommen noch ca. 75 Ohm "Wiper Resistance".

[Alram L. (alram)]

Michael B. schrieb:
> Zu deinen 20 Ohm Schritt kommen noch ca. 75 Ohm "Wiper Resistance".

Sehe ich das richtig: Die 75 Ohm kommen einfach 'immer dazu'. In meiner 
Schaltung müsste ich dann einfach 75 Ohm von R1 abziehen?

[Michael B. (laberkopp)]

Alram L. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Zu deinen 20 Ohm Schritt kommen noch ca. 75 Ohm "Wiper Resistance".
>
> Sehe ich das richtig: Die 75 Ohm kommen einfach 'immer dazu'. In meiner
> Schaltung müsste ich dann einfach 75 Ohm von R1 abziehen?

Ungefähr 75 Ohm.

[Achim S. (Gast)]

Michael B. schrieb:
> Ungefähr 75 Ohm.

Und nicht nur der Wiper-Widerstand unterliegt großen Toleranzen, sondern 
die Widerstandskette selbst ebenfalls. Der Gesamtwiderstand der Kette 
ist also nicht genau 5kOhm sondern irgendwas zwischen 4kOhm und 6kOhm. 
Das ändert nichts an deinem Gesamtkonzept, aber du musst etwas mehr 
Aufwand in den Abgleich der externen Widerstände R1 und R2 stecken (also 
genau für das jeweils das individuell verwendete Digipoti anpassen).

Alram L. schrieb:
> Die 8
> Bit Auflösung des dig. Poti verteilt auf diesen Bereich wäre sicherlich
> genau genug

Die 8 Bit verteilen sich nicht gleichmäßig auf den Bereich, weil in der 
Parallelschaltung mit R2 das Poti nicht linear eingeht. Bei der oben 
genannten Wahl der Widerstände hättest du nur am oberen Ende der 
Temperaturskala deine gewünschte Auflösung von ca. 0,1K, am unteren Ende 
entspräche ein Schritt des Digipotis ungefähr 0,44K. Am einfachsten 
plottest du mal mit Excel oder sonstwas den Zusammenhang zwischen 
Stellung Digipoti und simulierter Temperatur und schaust dir die 
jeweilige Schrittweite an.

Alram L. schrieb:
> Kann man eigentlich paralellschalten zweier solcher Potis die
> Schrittweite halbieren?

Kannst du, aber wenn du sie parallel betreibst ändert das nichts an der 
Auflösung. Du hast dann zwar ca. dR=10Ohm pro Schritt statt dR=20Ohm, 
aber mit der kleineren Schrittweite deckst du auch wieder nur einen 
kleineren Temperaturbereich ab.

Da könntest du ebensogut auch gleich eine Digitpoti mit kleinerem 
Gesamtwiderstand nutzen. Die findest du zwar vielleicht nicht in der 
"high voltage" Ausführung (wie den MCP41HV...), aber vielleicht nutzt 
die Auswerteschaltung ja einen Spannungsbereich, der auch von 
einfacheren Digipotis abgedeckt wird.