Temperatursensor (NTC) verstärken

Hallo an alle,

ich möchte die Atmung von Menschen mit dem sog. oro-nasalen-flow messen (Temperaturunterschiede von Einatem- und Ausatemluft) und habe dazu eine einfache Schaltung mit einem NTC gebaut, konkret handelt es sich um den TS-NTC-833 und als Verstärker habe ich den LM324N.

Mein Problem ist, dass die Daten nur einen Wertebereich von etwa 400 - 500 haben, ich jedoch gerne eine höhere Auflösung hätte, damit Störrauschen nicht so ins Gewicht fällt und die Genauigkeit höher wird. Was kann ich tun? Sollte ich einen anderen NTC oder einen anderen Verstärker verwenden?

Beste Grüße und vielen Dank PepE :-)

Hi

Da Du Dich in diesem Forum rumdrückst, gehe ich davon aus, daß Du einen Arduino benutzt? Weiter gehe ich davon aus, daß Du einen Spannungsteiler nutzt, Dessen Mittelabgriff an einem ADC-Pin hängt? Nun lehne ich mich weit aus dem Fenster und behaupte, daß die interne Referenz-Spannung Vdd (=5V) ist und Dein Sensor bei Werten zwischen 400 und 500 nur das obere Drittel der unteren Hälfte ausnutzt.

Code? Verdrahtung?

MfG

@postmaster-ino
Das glaube ich nicht, da der TO ansonsten keinen Opertionsverstärker brauchen würde.
@PepE1990

Ok das ist mal ein kleiner NTC der den Temperaturunterschied ziemlich schnell folgt Natürlich folgt er der Temperatur eines Ölbades wie in der Spezifikation viel schneller als der Lufttemperatur.
Bei 12 Atemzüge pro Minute (Standart) und bei einem Temperaturunteschied von 37°C der Ausatemluft und 20°C der Raumtemperatur sind das gerade mal 17°C Unterschied wird der NTC sicher nicht bis auf die Endtemperatur erwärmt/gekühlt werden. Das wären ein Temperaturzyklus von 17° C alle 5 Sekunden, wobei einmal von 20°C auf 37°C und ein anderes mal von 37 auf 20°C innerhalb 5 Sekunden kommen müßte. Ich glaube nicht daß der NTC diese Temperaturänderung mitmacht und darum das elektrische Signal viel kleiner ist.

Aus dem Datenblatt ergiben sich eine Widerstandswerte (typisch)
103,6 kOhm bei 20°C und
ca 49,9kOhm bei 37°C

Wenn Du einen Spannungsteiler mit einem 75kOhm Widerstand verwendest (gegen +5V, bei 5V Versorgungsspannung) hast Du Spannungswerte zwischen 2,9038V und 1,9976V
Wenn der Operationsverstärker als Spannungsfolger benutzt wird funktioniert das mit dem Operationsverstärkenr LM324. Falls Du aber den Operationsverstärker als Verstärker und Subtrahierer eines Offsets benutzen willst brauchst Du einen Rail To Rail operationsverstärker der den Ausgang den ganzen Spannungshub des Versorgungsspannung aussteuern kann.

Welche Schaltung zur Messung der Widerstandsänderung des NTC verwendest DU?

Grüße Uwe

Hi

Aber gerade mit einem OpAmp hole ich mir das Signal doch in den Bereich, Den ich haben will - zumindest eine größere Verstärkung (hier auf das Doppelte) würde den Messbereich besser ausnutzen (800 - 1000, statt 400-500). Immer noch nicht wirklich schön. Man könnte versuchen, das Ganze per Hardware anzugehen - interessant sind ja nur die Änderungen. Dazu könnte man eine Minimal- und eine Maximal-Spannung per OpAmp erzeugen - an den jeweiligen Ausgang des OpAmp eine Diode auf einen Kondensator zurück an den invertierten Eingang, der Kondensator sollte sich binnen ausreichend kurzer Zeit entladen können, damit Drift o.Ä. ausgeglichen werden kann. Nun hast Du einen Spannungsbereich, in Dem sich Dein Sensor-Signal bewegt - Komparator auf die Mitte dieses Bereich und anzeigen lassen, ob der Sensor drüber oder drunter ist - eine LED würde Das schon machen. Eine Rückkopplung für eine Hysterese sollte nicht schaden, um Flattern um den Mittelpunkt zu vermeiden.

MfG

Hey Leute,

besten Dank für eure zahlreichen Antworten!

Zunächst nochmal genauer zu meinem Versuchsaufbau: Ich verwende tatsächlich einen Arduino Uno und einen Spannungsteiler mit einem 50 kOhm Widerstand. Habe dazu mal fix eine Übersicht gekrizelt, hoffe, es ist verständlich. Der Betrieb mit 5 Volt als auch mit 3,3 Volt ergibt keinen nennenswerten Unterschied, außer dass sich die Kurve dann etwas verschiebt. Hier die Übersicht und eine Beispielkurve mit 5 Volt:

https://picload.org/view/drcaiclw/img_0877a.jpg.html https://picload.org/view/drcaiccr/atemkurve.jpg.html

Hier der Code:

void setup() {

Serial.begin(2400);
}

void loop() {
 int sensorValueA = analogRead(A3);
Serial.print(sensorValueA);
Serial.println();


delay(1);

}

@Uwe: Wäre vielleicht ein anderer NTC besser geeignet? Der TS-NTC-833 wurde mehrfach als besonders empfindlich angepriesen und er ist isoliert - schließlich kann der Sensor ja schon mal Kontakt mit den Nasenschleimhäuten haben...

Beste Grüße und nen schönen Abend PepE :-)