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Circuito condizionamento PT100

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[31] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 13 mar 2011, 22:14

Cseven ha scritto:Non aggiungo altro, non mi rimane che provare a fare quello che hai tirato fuori te e dirti i risultati :)


Una cosa, ancora: per la regolazione dei trimmer (in linguaggio metrologico: la messa in punto) mi sembra di aver capito che usi un trimmer anche per realizzare i valori di 100 ohm e 119,4 ohm che emulano la Pt100 a 0 °C e 100 °C. Allora fai attenzione a due cose: i) un'incertezza di 0,4 ohm nella misura di queste resistenze corrisponde poi a circa 1 °C di incertezza sulla misura di temperatura da parte del circuito; ii) i trimmer hanno delle derive termiche piuttosto elevate: quando li giri (sia quello che ti serve come riferimento per la messa in punto sia gli altri) non tenerli fermi con le dita, ma usa delle presselle.

Buon lavoro e facci sapere ;-)
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[32] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtenteCseven » 16 mar 2011, 13:56

Si avevi capito benissimo:)


D'accordo lo farò :) devo solo farmi consegnare i componenti indietro :P
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[33] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtentePeresCingolo » 29 mar 2011, 16:03

DirtyDeeds ha scritto:
  • Utilizzare componenti con tolleranze ridotte: in commercio si trovano sia resistori con tolleranze sufficientemente basse (meglio dello 0,01%) che opamp con tensioni di offset sufficientemente basse da ottenere incertezze sulla misura di temperatura dell'ordine del decimo di grado Celsius senza bisogno di taratura o con, al più, una taratura a 0 °C. Ovviamente, il costo sale, ma il pregio di questi componenti sta anche nell'elevata stabilità termica.


Scusami, saresti così gentile da indicarmi qualche modello di amplificatore operazione con tensioni di offset molto basse?
Anch'io sto lavorando su un circuito di linearizzazione per un PT100 (devo rilevare un segnale in uscita da 0 a 5 V per un range di temperatura che va da -60°C a 60°C con una precisione massima di un decimo di grado) ma ho il grande problema di eliminare l'offset dell'operazionale. Ho provato a vedere l'operazionale OP177F, esiste qualcosa di meglio? Oppure c'è qualche circuito in grado di limitare l'offset? Perché io devo cercare di ridurre il più possibile l'offset, ridurlo al di sotto di 1 mV in uscita, indipendentemente dalla variazione di temperatura.
VI ringrazio in anticipo per la vostra disponibilità.
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[34] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 29 mar 2011, 21:13

Non sapendo che circuito di condizionamento intendi utilizzare, né qual sia l'escursione della temperatura ambiente ammessa mi risulta un po' difficile dirti se l'OP177 può andare bene o se hai bisogno di qualcosa di meglio.

I migliori amplificatori di precisione hanno praticamente tutti un offset comparabile a quello dell'OP177 - microvolt più, microvolt meno :D - e se vuoi un opamp con offset minore devi cercare tra quelli ad azzeramento automatico (Autozero o Zero drift, a seconda del costruttore).
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[35] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtentePeresCingolo » 30 mar 2011, 15:10

Ti ringrazio, il circuito deve funzionare ad una temperatura compresa tra -10°C e 40°C circa.
Il circuito che usiamo è il seguente:
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[36] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 30 mar 2011, 15:58

PeresCingolo ha scritto:Ti ringrazio, il circuito deve funzionare ad una temperatura compresa tra -10°C e 40°C circa.


Quando inserisci uno schema tratto da qualche parte, metti sempre la fonte (questa in tal caso).

Non credo che quel circuito abbia una stabilità sufficiente a garantirti un errore inferiore a 0.1 °C in un intervallo di temperature ambiente così ampio. In particolare derivano:

  • gli offset degli opamp;
  • le impostazioni dei trimmer;
  • l'asimmetria dello specchio di corrente;
  • i valori delle resistenze;
  • le tensioni termoelettriche.

Se anche utilizzassi degli opamp autozero, avresti comunque tutte le altre derive. Il conto sulla stabilità può essere fatto, approssimativamente: è solo un po' lungo per via della linearizzazione. D'altra parte (vero?), dovresti esserti già ricavato delle equazioni di progetto, visto che tu hai un intervallo di temperature differente da quello per cui è stato fatto il progetto nell'application note, e di lì si può partire per determinare la sensibilità termica.

Comunque, se vuoi fare un circuito sufficientemente stabile su un intervallo di temperature così ampio, abbandona la linearizzazione analogica, semplifica il circuito di condizionamento ed elabora il segnale dopo la conversione A/D.
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[37] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtentePeresCingolo » 30 mar 2011, 16:43

DirtyDeeds ha scritto:Non credo che quel circuito abbia una stabilità sufficiente a garantirti un errore inferiore a 0.1 °C in un intervallo di temperature ambiente così ampio. In particolare derivano:

  • gli offset degli opamp;
  • le impostazioni dei trimmer;
  • l'asimmetria dello specchio di corrente;
  • i valori delle resistenze;
  • le tensioni termoelettriche.


Naturalmente i valori resistivi sono stati ricalcolati secondo le mie esigenze di progetto.

DirtyDeeds ha scritto:Comunque, se vuoi fare un circuito sufficientemente stabile su un intervallo di temperature così ampio, abbandona la linearizzazione analogica, semplifica il circuito di condizionamento ed elabora il segnale dopo la conversione A/D.

Per quanto riguarda la linearizzazione "digitale", devo per forza operare per via analogica.
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[38] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 30 mar 2011, 23:00

Non so per quale motivo tu debba per forza fare una linearizzazione analogica e voglia usare proprio un circuito in DC, però forse - e dico forse -, con una buona scelta dei componenti e un buon layout, ce la puoi fare. Però preparati a spendere un po' (a naso direi intorno ai €200-€300), a fare un bel po' di conti e avere sempre l'incognita che le derive delle tensioni termoelettriche non siano sufficientemente basse.

In alternativa: i) condizionamento in AC e linearizzazione digitale, come già proposto, o ii) linearizzazione analogica, ma sempre con condizionamento in AC in modo da ridurre il problema degli offset.
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[39] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtentePeresCingolo » 31 mar 2011, 16:17

Edit DD: non quotare tutto, grazie!

Grazie mille per i tuoi consigli, vedrò cosa posso fare in analogico altrimenti seguirò la via "digitale".
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[40] Re: Circuito condizionamento PT100

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 12 set 2011, 20:43

... Foto UtenteDirtyDeeds siamo ancore qua che aspettiamo l'Articolo =D>
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