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Thema: Probleme mit LM334 als Konstantstromquelle

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied
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    Probleme mit LM334 als Konstantstromquelle

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    Um die Temperaturen an verschiedenen Messpunkten anzuzeigen, habe ich mir folgendes ausgedacht:
    Als Messfühler dienen mir vier KTY 83/110 Sensoren. Diese werden über einen Multiplexer mit einem Mega8 verschalten und mit dem LM 334 als Konstantstromquelle (1 mA) versorgt.

    Bei der Auswahl des LM334 hatte ich nicht bedacht, dass dessen Strom sehr stark von der Umgebungstemperatur abhängig ist. Er wird anscheinend auch als Temperaturfühler verwendet. Nun habe ich den Effekt, dass bei Änderung der Raumtemperatur meine Messwerte auch ziemlich verfälscht werden.

    Hätte jemand evtl. eine temperaturstabilere Lösung zum LM334? Der Strom sollte aber maximal 1 mA betragen.


    Vielen Dank für Eure Antworten
    tooltime

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    In diesem Datenblatt ist eine Schaltung mit einem zusätzlichen R, zur Kompensation des Temperaturkoeffizienten:
    http://www.datasheetcatalog.org/data...onics/2157.pdf
    Da ist auch eine Schaltung, wie Du aus dem LM334 direkt einen Temperatursensor baust. Vielleicht hilft Dir das ja auch weiter.
    Viel Spass

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Wie hast du die Konstantstromquelle denn geschaltet?
    Normalerweise ist nur die Referenzspannungsquelle und in ganz geringem Umfang die angeschlossenen Widerstaende temperaturabhaengig.
    Bei Aenderungen im Raumtemperaturbereich duerfte das nichts ausmachen.

  4. #4
    Benutzer Stammmitglied
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    @Gock
    Meinst Du die Abbildung Nr. 4 mit dem zusätzlichen Widerstand und der Diode? Derzeit habe ich die Abbildung Nr. 1 als Stromquelle. I=67,7mV/Rset laut Datenblatt. Das Bild 4 kapiere ich nicht so ganz. Was muss ich für Rset und R1 einsetzten um 1mA zu haben und wie groß ist dann die Abweichung in Abhängigkeit von der Temperatur.


    @nikolaus10
    Wie bereits erwähnt habe ich die Abbildung 1 mit einem Rset von 68Ohm nachgebaut . Laut Datenblatt ist die Änderung des Stromes 0,33%/°C. Wenn man ein fertiges Gerät kauft kann dieses schon mal in einem Temperaturbereich von z.B. 0°C bis 50°C betrieben werden. Das wären dann schon 16,5% Abweichung. Hatte ich anfangs auch übersehen.


    Für mich wäre es nun interessant, welche Widerstände ich für die kompensierte Schaltung verwenden muss und kann ich auch eine 4148 anstatt der 1N457 verwenden?


    Danke
    tooltime

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Ich möchte eine sehr temperaturunabhängige Stromquelle vorschlagen. Die Ube ist Durchlassspannung der Emitter-Basis Strecke des Transistors.

    Der T1 mit R3 bildet eine klassische Stromquelle und der T2 (als Diode geschaltet) kompensiert die thermische Änderungen der Ube vom T1. Die alle Widerstände müssen gleicher Art (z.B. Metallschicht) sein.

    Die T1 und T2 müssen immer gleiche Temperatur haben. Man kann einen doppelten Transistor nehmen, oder beide Transistoren auf einem gemeinsamem Stück Blech befestigen.

    Für umgekehrte Richtung des Stromes (I) müssen n-p-n Transistoren angewendet werden.

    MfG
    Code:
                          VCC
                           +
                           |
               +-----------+
               |           |
              .-.         .-.
            R1| |         | |R3
              | |         | |
              '-'         '-'
             .-|-----------|-.
             | |           | |
             |  >|       |<  |
             |T2 |-+   +-| T1|
             |  /| |   | |\  |
             | |   |   |   | |
             '-|---|---|---|-'
         Ur--->+---+---+   |
               |           ||    VCC - Ur - Ube
              .-.          ||I = --------------
            R2| |          |V          R3
              | |          |
              '-'
               |
              ===
              GND

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Das war ein Doppelpost wegen Serverprobleme.

  7. #7
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    Die KTY Temperatursensoren haben gerade eine Solche Kennlinie, das man mit einem Serienwiderstand von ca. 2,7 K Ohm (wenn ich mich richtig erinnere) eine fast lineare Kennlinie erhält. Man kann dann für den Sensor und den AD die gleiche Spannungsquelle nutzen, und ist so unabhängig von Fehlern der Referenzspannung. Die Konstantstromquelle ist also eher contraproduktiv.

  8. #8
    Benutzer Stammmitglied
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    Danke PICture für die Schaltung. Die kannte ich bisher noch nicht, werde Sie aber bei Gelegenheit mal aufbauen. In welcher Größenordnung muss man R1 und R2 dimensionieren und weißt Du zufällig den kleinsten Strom den die Schaltung liefern kann? Bei einigen Transistorschaltungen habe ich gelesen dass Sie erst ab 10mA arbeiten. Das wäre mir zu viel.

    @Besserwessi
    Es wäre natürlich die einfachste Lösung mit einem Reihenwiderstand zu arbeiten, aber die im Datenblatt des KTY angegebenen Widerstandswerte beziehen sich auf 1mA. Die Kennlinie ist, wenn ich alles richtig verstanden habe, auch nur bei konstantem Strom annähernd linear. Die Stromquelle würde ich daher nicht als kontraproduktiv, sondern als notwendig ansehen. Sollte ich da einen Denkfehler machen, wäre ich froh wenn mich jemand korrigiert.
    Die Idee, für den Spannungsteiler und den AD-Wandler die gleiche Spannungsquelle zu benutzen, kannte ich bisher noch nicht. Finde ich aber genial und muss ich unbedingt mal ausprobieren.

    Danke für Eure Antworten
    tooltime

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo tooltime!

    Ich habe die Skizze noch ausgebessert, da mir ein Fehler unterlaufen ist.

    Die R1 und R2 sollten kleiner als ß * R3 sein und sind nicht kritisch. Das ß ist eine Stromverstärkung des Transistors (h21e).

    Es gibt keine Begrenzung des Stromes von unten, kann also locker 1 mA liefern.

    MfG

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die im Datenblatt angegebene Kennlinie ist nicht besonders linear. Die Kurve ist nach oben gebogen. Duch einen Serienwiderstand statt einer Stromquelle wird bei höherer Temperatur (= höherem Widerstand) etwas weniger Strom fließen. Die Kruve würde dadurch bei höheren Temperaturen weniger steil werden. Dadurch würde also die Nichtlinearität abnehmen. Bleibt also nur noch die Frage nach dem optimalen Serienwiderstand um die Kurve möglichst linear zu kriegen. Für einen Anderen aus der KTY Serien waren das 2,8 KOhm wenn ich mich richtig erinnere. Da die Sensoren ähnlich sind (bis auf Temperaturbereich, Gehäuse und Genauigkeit) wäre das auch mein erster Schätzwert. ZUm testen müßte man halt ein paar werte in eine xel Tabelle übertragen und eine paar Widerstände durchprobieren.

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