Conversion Pt1000->0-10V

[bernard42]

Bonjour à tous,

Voici quelques éléments sur un ensemble de conversion Pt1000->0-10V que je suis en train de finaliser.
Je ne fais pas concurrence à Kroutchef,:oops: mais il s’agit d’une alternative légèrement différente.
D’une part, (et malheureusement) ce montage s’applique uniquement à l’utilisation de la Pt1000. D’autre part, il réunit sur une même platine 8 voies qui associées à une alimentation forment un ensemble compact.
L’électronique est un hobby et j’ai pris beaucoup de plaisir à le faire.

Il s’agit d’un ensemble de 8 voies de conversion Pt1000->0-10V sensé prendre place dans ma future installation. En entrée sur un millénium qui devrait à la fois gérer production ECS, chauffage et puits canadien (Voilà pourquoi autant de voies).
Le schéma n’inspire pas de remarque particulière, il s’agit de l’utilisation classique des AOP (suiveur, soustracteur et ampli à gain positif).
L’originalité réside dans le câblage de la Pt1000 en contre réaction d’un inverseur. En utilisation normale, la Pt1000 est sensée être alimentée à courant constant afin de minimiser les écarts dus à l’auto échauffement. Dans cette utilisation elle est soumise à un potentiel d’environ 2V, donc un courant de moyen de 2mA plus défavorable aux températures basses, et qui peut provoquer une erreur de mesure de l’ordre du °C (4mW à 0.25°C/mW d’erreur).
J’ai associé cette carte à une alimentation qui va générer :
5V pour un voltmètre qui restera en fixe dans l’armoire (là c’est vraiment pour le fun lorsque l’on voit le prix d’un voltmètre) afin d’effectuer des contrôles,
+-12v pour l’alimentation de la carte Pt1000 (pour obtenir environ 10.5V max. en entrée analogique automate),
24V traité par un L200 pour l’alimentation de l’automate et un 24V filtré pour alimenter de petits équipements type Vanne 3 voies (transfo et redressement 24V ne sont pas sur la carte).
J’ai effectué les premiers essais sans Pt1000 mais avec des résistances de simulation et cela donne satisfaction (Ha, si j’avais une bonne boîte à décades). Il est préférable d’avoir un multitour pour R3, cela facilite le réglage, mais augmente un peu le coût. En fonction de vos fournisseurs, il peut être de l’ordre d’une cinquantaine à une centaine d’euros pour la carte de conversion. Pour ma part, je possédais déjà quelques composants et je pratique la récupération sur d’anciens équipements (transfo, connecteurs, radiateurs, condos etc.).
J’ai réalisé les schémas à l’aide SdS, et les typons avec TCI, logiciels libres et gratuits mis en ligne par Bruno Urbani.
J’ai réalisé les circuits imprimés avec une imprimante jet d’encre sur calque, insolation lampe halogène 300W 45min à 40cm, révélation à la soude et élimination du cuivre sur une machine à perchlo pro. Etamage au fer à souder et tresse à dessouder (la corvée). Montage des straps et composants.
Le préréglage effectué ne dispensera pas d’un calibrage avec Pt1000 dans des conditions réelles avec le câble à la longueur finale.
Vous trouverez dans ma galerie quelques photos, schémas de cet ensemble.

Bernard42.

[kroutchef]

Il n'y a pas de concurence bien au contraire on oeuvre ensemble pour trouver le bon schéma et le bon montage simple fiable et pas cher, patrick07 en a un de sympa aussi qu'il ne va pas tarder à nous livrer, il est plus simple que le mien...
C'est super je jetterai un oeil à ton schéma ce soir...
@+

[remy78]

Bonjour Bernard,

Comme pour Alain, il n'y a qu'une chose à faire et à dire: chapeau bas :D

Chacun peut voir ce que tu suggère quant à une fabrication "artisanale"...

Heureusement, les journées font 24 heures et dormir n'est pas toujours une obligation...

Donc, 2 montages: le montage du (Krout) chef, avec un générateur de courant, et le tien avec avec la PT montée en contre-réaction d'un montage inverseur. Tout ça fonctionne (souvenir d'ancien con battant électronicien... )

Merci aussi pour les références de logiciel de dessin :D

Détail: peux-tu diffuser le typon (absent dans le dossier).


BRA-VO !!! :D

Merci

Rémy

[bernard42]

Merci pour vos encouragements, je poursuis pour finaliser au mieux...

Ok pour la diffusion des typons, mais sous quelle forme?
En pdf ou en doc cela pose la difficulté de l'échelle....
L'idéal serait en format .Tci (fichier originel). le logiciel de création est libre de droit sur le site de Bruno Urbani.

Fred peut voir la possibilité d'uploader cette extension?

En attendant je le pose en jpg (de qualité médiocre).

A+
Bernard42

[mate]

[font=Arial][/font]
Pas de soucis en PDF il y a le moyen de recadrer le typon et au mieux le reintegrer directement dans un logiciel comme Splan 5.0 (Abacom) qui est d'ailleurs tres bien et simple d'utilisation . Le format BMP ou JPG est egalement OK .

slt

Christian

[kroutchef]

Petites précisions importantes:
> On limite le courant dans la PT pour éviter son auto échauffement, valeur max courantes suivant constructeur PT100/ 1mA et PT1000 /0,5mA
> Si on allimente la PTXXX en courant constant c'est pour avoir la certitude d'obtenir une reponse lineaire de la variation de tension en rapport à la variation de température donc avoir une tension directement proportionnelle à la température...
si le courant varie la réponse ne peut être linéaire et donc sans correction, les valeurs lues sont fausses !!!
Y avez vous pensez dans votre montage quelle est la variation de courant dans la PT1000 ???
D'apres vos info upt=2V à 0°C > 2mA à 100°C > 1,45mA !!!! l'erreur doit être énorme...Qu'en pensez vous ?

[remy78]

Bonsoir,

excusez de me mettre au milieu du débat entre Alain & Bernard, mais ça m'intéresse d'être moins inculte (et y'a du boulot )

Donc, si je comprend bien, la variation du courant dans la PT entraîne une non linéarité de la réponse dans le cas d'un générateur de tension (AOP en situation théorique idéale) ?

A ce que je sais, un montage avec AOP (impédance (résitance) d'entrée "infinie" et de sortie nulle), n'a rien à voir avec un générateur de courant qui a une fonction bien précise. Excusez du coté "cours magistral" de l'affaire

Alain, si tu peux expliciter ces divergeances entre vos deux montages, d'une façon "théorique", outre les différences lues dans les tableaux, merci :D

Il ne s'agit pas de savoir qui et quoi mais de savoir, tout simplement L'électronique est rarement ésotérique

Merci


@+

Rémy

[kroutchef]

La linearité signifie qu'a 0°/0V, 100°C/10V jusque la pas de pb pour faire un montage qui respecte ces deux consignes, mais cela signifie aussi qu'a 25° on avoir 2,5V en sortie, 50°C /5V 75°C/ 7.5V ainsi de suite...sinon n'a pas une droite mais une courbe avec une certaine erreur max entre ces deux valeurs ( voir courbe de réponse d'une KTY10 par ex...a 50°C au lieu d'avoir 5V on aurai environ 4.5V donc une erreur de course de 5°C...on peut accepter cela pour un montage différentiel mais pas pour une mesure...
Bernard, peux-tu nous donner les valeurs de sortie mesurées pour ces 5 points 0/25/50/75/100°C > on en tirera une courbe et on vera bien si c'est linéaire...on pourrait aussi faire avec la théorie mais bon...

[remy78]

Merci Alain,

Oui effectivement, la linéarité, c'est au moins trois points...

J'aime bien cette phrase: "Je suis hyper fort, j'ai résussi à planter deux clous à la même distance l'un de l'autre... :D

Donc, pas de problème pour cet aspect et définition de la non linéarité.

Non, en fait, sans avoir creusé largement la solution amené par Bernard, je ne comprend pas la raison d'une non linéarité des résultats. Le montage qu'il utilise en entrée a un gain "-PT/R entrée" et je ne vois pas la cause d'une non linéarité. L'autre partie de l'AOP régle l'offset et l'AOP de sortie régle le gain global. Donc, où est l'erreur ?

Désolé si je n'ai pas compris toute l'étendue des post précédents mais peut-être les miens non plus

J'attends aussi après les mesures de Bernard. Et merci à lui :D

Merci

Rémy

[Yves Guern]

Bonsoir

Ce que j'ai compris de mes recherches sur le woueb(*):

C'est vrai que si on utilise un courant trop important pour mesurer la sonde elle chauffe et donc on ne mesure pas la bonne valeur.
Mais la non linéarité (celle dont parlent les circuits qui la corrigent) ne vient pas de cela. C'est simplement que la loi de variation de la résitance (PT 100 ou 1000) n'est pas linéaire mais du second ordre:

R=R(0°C)(1+A.T+B.T^2)
avec R(0°C) = 100 ou 1000 selon le cas, A=0,003908 B=-0,00000058.

En fait, vu de près, et dans une gamme 0-100°C (celle qui nous intéresse pour le solaire), l'erreur que l'on fait (avec B=0 et A=0.386) est de l'ordre de 0.3° au pire. Je pense que c'est bien inférieur aux erreurs liées aux variations de températures du montage de lecture de la résistance et au fait que l'on néglige la résitance du cable entre le circuit et la sonde (montage 2 fils).

En bref ne pas se prendre le choux avec cela. La plupart des commandes sont faites en différentiel: il suffit de faire la même erreur sur les deux sondes pour que cela marche aussi bien avec ou sans correction. Pour les quelques mesures en absolu, elles concernent l'antigel ou la surchauffe et ne sont donc pas à 1° près....

A+

(*) ma source principale vient de la note technique du convertisseur XTR105 que j'utilise pour convertir mes sondes PT1000 vers un Millenium. Il est capable de corriger les non-linéarités mais je n'utilise pas cette possibilité.

[kroutchef]

A mon avis le pb vient du fait suivant:
la variation de la pt influence la tension de sortie de l'Aop tout va bien mais la variation de la tension de sortie influence la tension PT ( contre réaction ) d'ou une erreur en plus ou en moins... trop tard pour me lancer dans l'etude théorique mais je sens un pb....le resultat exploité de la mesure influence directement l'élement de mesure ...de combien?? c'est peut être insignifiant... mais pas logique.
Bon si c'est quasi linéaire à 2 ou 3 degrés... aucun pb.
Mais je demande à voir ...

[remy78]

Bonjour,

Après parcours sur divers forums et causerie avec amis électroniciens "actifs" :

les PT ne sont pas totalement linéaires (post Yves). Il y a un facteur du second ordre mais son coeff est presque négligeable. Mais bon, pas au point de gêner les mesures qui nous intéressent. :D

Ensuite, le fait de travailler en tension est un handicap de part le fait qu'un courant variable dans la PT produit, par effet Joule, un auto échauffement variable de la sonde (courant > 1ma).

Patrick07 propose un autre montage avec attaque en courant et mesure différentielle (pont de Wheastone ) en entrée.

Analogie (large): c'est un peu comme la charge d'un accu. Attaqué en tension, ça marche moins bien qu'attaqué en courant (en plus, ça le tue )

CQFD

@+

Rémy

[bernard42]

Bonjour à tous,

J’avais effectivement envisagé la non linéarité évoquée par kroutchef, elle est effectivement quantifiable et des valeurs courantes d’erreur de non linéarité donnent 0.25°C/mW dans la pt1000.

Si considère la tension u7 présente en broche 7 de IC1/2, elle est de la forme -(R2/R1)*Vdd -> –(Pt1000/R1)*-12 :
A –20°C -> 1.10V
A 100°C -> 1.66V

Le courant dans la Pt1000 (u7+12)/(R1+Pt1000)
A –20°C -> 13.1/10922=1.199mA
A 100°C -> 13.66/11390=1.199mA

Donc on peut penser que même courant, même erreur => linéarité.
Cela demande à être vérifié dans la pratique et je ne pourrais pas le faire aujourd’hui, mais je vous tiens au courant dès que possible.

A+ bernard42.

[bernard42]

Notre ministre de l'intérieur pour ne pas le citer, pense à la présidentielle lorsqu'il se rase. Pour ma part, je me suis dit qu'il fallait finir ce qui était commencé, donc quil faut aller au bout des calculs......

Certe le courant est constant dans la boucle de contre réaction, mais la tension varie, donc la puissance dans la Pt1000 aussi.
à -20°C (1.2mA*1.2mA)*922ohm=>1.3mW
à 100°C (1.2mA*1.2mA)*1390ohm=>2mW

Donc la résultante n'est pas linéaire.
On peut estimer l'écart de puissance à 0.7mW sur la gamme maxi.
à 0.25°C/mW cela donnerait un écart de mesure < à 1°C.
Tout ceci à vérifier par la pratique évidemment.

Conclusion:
Je ne serai jamais président, je ne suis pas théoricien de l'électronique...
Notre ministre n'est pas électronicien et j'espère qu'il ne sera jamais président...
Comme quoi le rasage mène à tout...

A+ Bernard42.

[remy78]

Bonsoir Bernard, Alain et tous,

Dans ton avant dernier post, tu calcules le courant dans la PT par application numérique.

Rappel (pour faire rire ceux qui connaissent l'affaire): dans un AOP, la tension entre les entrées + & - est nulle. Donc l'entrée - est à la masse, comme la -, et le courant dans la PT est 12/R1 (1.2 mA) et donc bien constant.

Dernier post, calcul de la puissance dissipée dans PT:
RI[sup]2[/sup]: PT*(12/R1)[sup]2[/sup]. Apli numérique OK.

Conclusion: le courant étant constant avec PT en contre réaction, comme dans un montage avec générateur de courant, la puissance dissipée dans la PT évolue de la même manière :D

Cherche couille dans le paté...

Allo, Kroutchef

@+

Rémy