Konstantstromquelle: Temeraturkompensation

[schorsch_76]

Hallo Kollegen,

Ich brauche eine Konstantstromquelle welche temeraturkonstant 1mA liefert. Sie soll "oberhalb" von einem PT100 oder KTY 81-110 sitzen, damit der AD Wandler gegen Masse messen kann.

Anforderungen:
- Temperaturstabil (Ich habe beim lesen des Datenblatts des LM334 [1] mehr den Eindruck bekommen, es handle sich um einen Temperatursensor) :o
- Einfach
- billig ;)
- genau (Temperatur soll auf <1° genau passen)

Klassisches Spannungsfeld der Anforderungen halt ...

Der A/D Wandler ist ein MAX1270 der 12 Bit liefert. Mit 1mA durch den KT 81-100 hätte ich folgende Spannungen zu erwarten: Betriebssapnnung 5V:


-55° ~ 0.55V
0° ~ 0.82V
+25°~ 1.0V
100° ~ 1.7V


Damit hat die Stromquelle auch "Luft" zum regeln.

Mit dem MAX1270 habe ich eine interne Referenz von 4.096V. Damit hätte ich einen Wertebereich von

100° ~ 1700 digits
-55° ~ 550 Digits

Damit hätte ich ca 7 Digits pro Celsius. Jetzt soll natürlich die Konstantstromquelle auch passen.

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Ich würde ja gern die obere und unter Schaltung kombinieren um eben mein 1mA exakt einstellen zu können .. nur leider steh ich grad voll auf dem Schlauch wie ich die Schaltungen kombiniere..... oder Reicht hier doch ein einfacher LM334 mit einem Widerstand zum einstellen des Strom bzw die Schaltung mit dem Trimmer?

Gruß
Georg






[1] https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/LM234_LM334%23STM.pdf
[2] http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

[Peter(TOO)]

Hallo Georg,

Potis haben einen grauenhaften Temperaturkoeffizienten!
Zudem können sie sich durch Erschütterungen verstellen.

Ich verwende für so etwas Festwiderstände und mache den Abgleich dann in der Software.

Mit etwas Geschick geht das problemlos mit Integer-Arithmetik indem man mit Brüchen rechnen:
T = (ADC * k1) / k2;

Aufpassen muss man dabei, dass (ADC * k1) keinen Überlauf erzeugen kann.

Mit k1 = 1000 und k2 = 1001 wird dann ADC mit 0.999 multipliziert.

MfG Peter(TOO)

[schorsch_76]

Das heist du würdest die Version mit der Diode und Präzissionswiderstanden nehmen. Genauer Abgleich dann über Software. Hmm ... wenns die Hardware macht passt es halt immer.... *grübel*

[Quadro24]

Falls es was simples, fertiges sein darf:

http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-und-Spannung/Micro-constant-current-supply-1mA.html

Habe einige von den bei mir Zuhause im Einsatz, zwar für einen etwas anderes Anwendungszweck, aber spielt ja keine grosse Rolle. Funktioniert auf jedenfall Prima.

Ansonsten einfach mal nach "KSQ 1mA" Googlen, findest zahlreiche Einträge.

[PICture]

Hallo!

Falls o.g thermisch nicht genug stabil wäre (weil es nur für LEDs vorgesehen ist), würde ich einfache mehrfach praktisch ausprobierte thermisch stabile KSQ vorschlagen:

VCC
+
|
+-----------+
| |
.-. .-.
R1| | | |R3
| | | |
'-' '-'
.-|-----------|-.
| | | |
| >| |< |
|T2 |-+ +-| T1|
| /| | | |\ |
| | | | | |
'-|---|---|---|-'
+---+---+ |
| A || VCC - Ur
.-. | ||I = --------
R2| | | |V R3
| | |Ur |
'-' | +-------------> zum ADC
| | |
=== === .-.
GND GND | | Pt100
| |
'-'
|
===
GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
Die beide Transistoren sollten identisch sein und gleiche Temperatur haben. Ideal wäre ein Doppeltransistor, also zwei Transistoren in einem Gehäuse.

Das könnte auch helfen: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=40436 . ;)

[Quadro24]

Alternativ lässt sich so ein PT100 natürlich auch ohne Konstantstromquelle betreiben.

Ein ganz einfacher Spannungsteiler tuts auch. Einziger Unterschied ist dann, dass die gemessene Spannung nichtmehr Linear ist, sondern Exponentiell. Lässt sich Softwaremässig aber ganz einfach wieder korrigieren.

Die Behauptung eine KSQ sei nötig ist eigentlich falsch. Es geht auch ohne wie viele schon Bewiesen haben.

Ausserdem vergessen sehr viele Leute, dass es noch lange nicht nur um die KSQ geht. Ein PT100 hat einen WIderstandsunterschied von ca 0.385 Ohm pro Grad.
Jetzt überleg mal wie schnell ein solches Widerstand Beispielsweise durch das Layout (Leiterbahnen) usw. erreicht wird.
Ausserdem kommt auch wieder die Eigenwärme des Widerstands hinzu bei einem Strom.

Sogesehen ist die KSQ das kleinste problem, sie erleichtert lediglich das Softwaremässige Rechnen.
Wenn du also wirklich auf eine Präzise Messung aus bist, wird das ganze weitaus komplizierter. Für eine ungefähre Näherung reichen aber auch simple Mittel.

Alternativ kann ich da nur einen PTC / NTC empfehlen. Ich mache Temperaturmessungen seit eh und je mit den dingern, vorteil dabei ist dass sie wesentlich stärker im Widerstand varieren (mehrere 100kOhm!), nachteil dabei allerdings ein nicht-lineares verhalten.
Kann man aber auch hier wieder sehr einfach ausbessern, falls du dazu mehr Informationen wünschst lass es mich wissen.

[schorsch_76]

Na ich denke ich werde es mit dem LM334 und der temeraturkompensierten Schaltung machen. Stelle 1 mA ein. Der KT hat einen Widerstandswert von ca 550 Ohm bei -55° und 1700 Ohm bei 100°. Da macht der die Leitung etc mit, sagen wir mal 1 Ohm, nicht viel aus. Das geht als Offset von 0.001V ein dadurch dass der Strom konstant ist.

Klassisches Messproblem tritt hier auch wieder auf: "Wer misst, misst Mist!". Man nähert sich dem exakten Wert immer nur an ...

Danke für die Denkanstöße, bzw. das "Denkstartkabel" ;)

Gruß
Georg