> Folgendes möchte ich realisieren:
> Temperatursensor Kty81-121 (1kOhm kalt) der seinen Widerstand um etwa 500Ohm erhöht, wenn man ihn auf 100°C erhitzt.
Kalt 1kOhm, warm: 1.5kOhm. Ok.
> Mit diesem möchte ich eine temperaturabhängige Spannungsänderung im Bereich von ca 0,5-4,5V bei einer Systemspannung von 5V bewirken.
> Ich dachte an einen OP-Amp oä. Habe auch schon ein wenig mit einem LM358 rumexperimentiert, hat aber alles nix gebracht.
Um mit 5V Versorgungsspannung auf 0.5..4.5V am Ausgang des OpAmps zu kommen brauchst Du einen Opamp mit der Fähigkeit "Rail-to-Rail Output" zu liefern.
Der Dinosaurier LM358 kann das garantiert nicht. Ohne Belastung könnten einige Opamps 3.8..4.4V liefern (TL071, TL081, LT1431, LT1078, ... evtl. auch ein LM358) aber gerade mit einem kleinen bischen Belastung bricht das dann leider bei vielen Typen ein. Das Problem ist der geringe Abstand (weniger als 3V) zur 5V-Versorgungsspannung.
In der Anwendung "Temperaturmessung" würde ich auf einen offset- und driftarmen LTC2054 setzen. Der ist langsam aber günstig und wird mit "Rail-to-rail" im Output beworben.
Schaltvorschlag:
Erklärung:
Mit 1k Vorwiderstand R1 liefert die 1k..1.5k Widerstandsänderung einen Spannungsunterschied am Mittelpunkt des Spannungsteilers R1/PTC.
An C1 (als Hochfrequenzblock, gerade bei längeren Kabeln, ich befürchte da Schlimmes ;-) ) liegen dann 2.5V (kalt) oder 3.0V (warm).
Die 0.5V verstärken wir mit einem nichtinvertierenden Verstärker um den Faktor 8 (R3||R4 : R5||R6||R7), womit wir 2.5V*8 = 20V oder 3.0V*8 = 24V
erhalten. Das ist aber außerhalb des gewünschten Bereiches, weshalb wir vor dem Multiplizieren ca. 2.44V subtrahieren:
Input 2.5V: Out = (2.5V - 2.44V) * 8 = 0.48V
Input 3.0V: Out = (3.0V - 2.44V) * 8 = 4.48V
Die Subtraktion läßt sich einfach als konstantes Offset (Vcc*R6/(R5+R6)) am invertierenden Eingang der Verstärkerschaltung zufügen.
Aus der Schaltung R5,R6,R7 erhoffe ich mir die passende "Subrahierspannung", wobei die ca. 10kOhm 'Gegenwiderstand' zu R3||R4 hier integriert sind.
Das ganze macht man mit zwei Potis wegen der genau benötigten Widerstandverhältnisse marginal kalibrierfähig, aufbauen, einstellen, fertig. 10-gang Trimmer sind empfohlen.
Mit beiden Potis sollte man gerade beim 1. Aufbau keinen Kurzschluß machen, dann würde die Schaltung nicht mal ansatzweise wie gewünscht laufen.
Am besten vorher die Potis ausgebaut durchmessen und ca. auf Mittelstellung bringen, das entspricht zudem etwa den erwarteten Trimmwerten.
Zum Testen würde ich mir aus 3x 1.5 kOhm entsprechende Dummy-Widerstände bauen (siehe Box im o.a. Schaltplan).
Dabei für "1 kOhm" die die 3 kOhm (R8+R9) wie gestrichelt gezeichnet parallel zu den permanent angeschlossenen 1.5 kOhm (R10) schalten.
R3 und R7 sind nämlich untereinander nicht ganz rückwirkungsfrei, so daß man Spreizung und Offset im Wechsel mit dem Nachmessen beider "Kalibrierpunkte" wird einstellen müssen.
> Dieser Wandler misst die eingehende Spannung und gibt mir softwareseits Werte zwischen 0 und 255 (0-5V) wieder,
> die ich dann mittels einer Lineargleichung umrechnen muss.
Falls Dir eine reine Softwarekalibration reicht, kannst du auch R3 und R7 wie gezeigt fix verbauen und für den Analogteil hoffen bzw. das Gröbste in Software raushohlen.
Ich würde den Analogteil kalibrieren wollen, aber das ist wohl die "Made in Germany"-Mentalität.
Was anderes: Hast Du mal über integrierte Temperatursensoren wie LM35 (liefert kalibrierte 10mV/°C) oder DS18S20 nachgedacht ?
Die DS18S20 bekommt man in China für kleines Geld auch schon fertig eingecrimpt im hygienefreundlichen Edelstahlrohr.
> Nebenbei: das ganze wird eine Steuerung für die Automatisierung des Maischeprozess beim Bierbrauen.
Viel Spaß beim Brauen. Gibt es Fotos der Anlage? Ist das Hobby-Brauen? Ich hoffe für Dich auf baldiges "Prost". Gib' mal eine Rückmeldung, wenn das wie gewünscht läuft.
-Theo