Temperaturen genau messen mit wenigen Mikroampere und ohne AD-Wandler

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Minimaler Strom für den Sensor

In dem Sensor fließt nur Strom, wenn der Kondensator entladen wird. Bei einem PT1000 hat der Kondensator beispielsweise 22 nF. Die Triggerschwelle des internen Komparators liegt mit 1,6 V bei etwa der Hälfte der Versorgungsspannung. Während einer Entladung fließen daher etwa 1,7 V * 22 nF = 37,4 nC durch den Widerstand.

Bei zwei Messungen pro Sekunde mit je vier Entladungen des PT1000 fließen daher nur 300 nA in den PT1000 Sensor. Die Verlustleistung im Sensor und damit die Selbsterwärmung sind somit absolut vernachlässigbar. Die Elektronik insgesamt benötigt bei einer Messrate von 2 Hz etwa 6 µA.

Wird zusätzlich noch der intergierte LCD-Controller für eine Anzeige verwendet, dann steigt der Strom auf noch immer geringe 10 µA. Und wir die Schaltung auf das absolute Minimum reduziert und akzeptiert eine etwas schlechtere Auflösung von 3 mK, dann kann die Stromaufnahme bei einer Messrate von 2 Hz sogar auf 2 µA plus ggf. LCD-Controller verringert werden.

Diese Lösung mit dem PS08 bietet also gleich drei Vorteile, die es vorher so nicht gab:

• Eine Auflösung im mK-Bereich
• Vernachlässigbare Selbsterwärmung des Sensors
• Wenige µA Gesamtstrom

Damit bieten sich ganz neue Gestaltungsmöglichkeiten für Systeme mit

• Langjähriger Batteriebetrieb, ob mit oder ohne Funk,
• Betrieb aus Solarzellen oder
• Induktiver Stromerversorgung an.

Ein Realisierungsbeispiel mit dem PT1000E

Das Schaltbild zeigt die komplette Schaltung für einem PT1000 Sensor mit optionaler Anzeige. Der PT1000 Temperatursensor wird mit einem fixen Referenzwiderstand Rref verglichen. Rref sollte natürlich sehr stabil sein, beispielsweise tk = 5 ppm/K, da dessen Temperaturdrift als Fehler in das Ergebnis eingeht. Als Oszillator sollte ein kostengünstiger Keramikresonator verwendet werden.

Dank der sehr guten Störspannungsunterdrückung (PSRR) des PS08 kann der Chip direkt von einer Batterie betrieben werden und benötigt keinen Spannungsregler.

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