Здравствуйте.

Требуется осуществлять измерение температуры воды в диапазоне от 20 до 100 С с разрешением 0,05 градусов (пятьдесят милиградусов). Время отклика не имеет значения.
Удалённость датчика от вычислителя 1…3 метра.

На данный момент предполагаю использовать цифровой датчик DS1624S, у которого разрешение 0,03 градуса на бит. Конструктивно предполагаю разместить его на маленькой плате без стабилизатора напряжения (питание стабилизированным напряжением будет производится от вычислителя) и залить всю плату смолой или СИЛЭКом, после чего станет возможно погружать эту конструкцию в воду. Понимаю, что этот вариант наименее «профессиональный», но я рассчитываю выиграть в точности и линейности по сравнению с аналоговыми датчиками.

Как вариант предполагаю использовать аналоговый датчик (RTD) с применением трёх- или четырехпроходной схемы.

У Honeywell трёх- или четырехпроходных датчиков я не нашёл.

Собственно вопрос: какие производители выпускают данные датчики, удовлетворяющие требуемым характеристикам?
Подскажите, где можно найти практические схемы на основе ОУ для снятия данных с датчиков температуры (включая и двухпроводную схему)?

Спасибо. Всего хорошего.

Если не ошибаюсь, на основе RTD датчик получают не самый точный (Вам может не подойти), или же для точности нужно очень хорошо калибровать. ИМХО.

Работать-то будет, но вот стабильность вызывает сомнения. А не будет стабильности - даже разрешающая способность упадет, про точность и говорить не приходится...


До трех метров и по двухпроводке будет прекрасно (если, конечно, клеммники будут качественные).


Операционник тут не нужен, используется соответствующий ADC (ратиометрический), но вот питание датчика, вероятно, придется ключевать, дабы уменьшить саморазогрев. И все вместе (датчик и ADC) калибровать. Пересчет в температуру - по стандартным формулам для платинового датчика.

P.S. Если нужны калиброванные датчики в гильзах, для измерения в жидкой среде - думаю, смогу помочь в приобретении. Средства измерения у нас тоже есть, только несколько иного назначения (тепловычислители), поэтому не сказать чтобы особо дешевые...

Спасибо за ответы.

rx3apf, не могли бы Вы объяснить, какие проблемы могут быть со стабильностью DS1624?
Вы сталкивались с этой проблемой?
На самом деле, основным параметром является именно линейность характеристики во всём диапазоне, так как стоит задача постепенного снижения температуры по определённому закону в течении нескольких месяцев. А требование к разрешающей способности датчика в 0,05 С вызвано необходимостью снижения температуры именно с таким шагом (т. е. важен точный градиент). Так что абсолютная точность менее важна, чем линейность.

Как вариант, предполагал использовать термосопротивления ДТС фирмы ОВЕН. Они подключаются по как по двух-, так и по трехпроходной схеме, имеют «законченное» исполнение и обладают приемлемыми характеристиками. Но вот где найти рабочую принципиальную электрическую схему обработки сигналов с этих датчиков...

Спасибо.

Нет, поскольку никогда не применял полупроводниковые термодатчики в качестве _средств измерения_. Не случайно и по сей день в приборах учета тепловой энергии используют дорогие и достаточно неудобные (с точки зрения стыковки с MC) платиновые термодатчики, даже и в квартирных условиях, где температура теплоносителя и до 80 градусов не доходит. В стабильность полупроводниковых датчиков, да еще и при диапазоне до +100 - я не верю. Просто не верю. И если буду применять - то строго под ответственность заказчика.


Я думаю, что основной проблемой будет именно дрейф характеристики самого датчика.

Схема ничего не даст. У меня, например, это MSP430P325 в типовом включении, один эталонный термостабильный резистор и все. Все остальное - математика.

Сообщение отредактировал rx3apf - Apr 5 2008, 12:37

Что такое трех четырехпроходных датчики?
Для такого диапазона темпратур и такой погрешности ничего лучше платинового термометра сопротивления. Подключать его естественно надо по 4-х проводной схеме.

vvs157, спасибо: конечно, четырёхпроВодная схема.

Но хотелось бы понять, почему у ведущего производителя датчиков нет образцов, допускающих подключение не только по двухпроводной схеме.

rx3apf, почему Вы считаете, что двухпроводная схема обеспечит приемлемые характеристики? Ведь изменение температуры окружающей среды приведёт к изменению сопротивления самих проводов. Пока я не готов привести цифры и соотношения, но, думаю, при характеристике датчика 0,001 Ом/градус, влияние изменения сопротивления проводов всё же будет сказываться на измерениях.

Спасибо.

Откуда такая страшная цифра, 0.001 ?
Все можно посчитать. Лениво, правда. Но, полагаю, при метре-другом, 0.5mm^2 сечении подводки, и Pt500 (а это почти 2 Ohm/C), если будет вполне приемлемо. Зависит, впрочем, и от температуры окружающей среды. По факту - мы используем двухпроводку при таких расстояниях, причем в "бюджет" входят и клеммники (WAGO).

"Нет, поскольку никогда не применял полупроводниковые термодатчики в качестве _средств измерения_. Не случайно и по сей день в приборах учета тепловой энергии используют дорогие и достаточно неудобные (с точки зрения стыковки с MC) платиновые термодатчики, даже и в квартирных условиях, где температура теплоносителя и до 80 градусов не доходит. В стабильность полупроводниковых датчиков, да еще и при диапазоне до +100 - я не верю. Просто не верю. И если буду применять - то строго под ответственность заказчика."
+1 безоговорочно.

"Для такого диапазона темпратур и такой погрешности ничего лучше платинового термометра сопротивления. Подключать его естественно надо по 4-х проводной схеме."

Применяю такую схему
 pt100.zip ( 9.34 килобайт ) Кол-во скачиваний: 862
правда "ключевание" датчика не использовалось (дорисовал сейчас). Входные цепи Ux+ Ux- желательно подключить через RC-цепочки согласно DS AD7798/99.

Любой 2-х проводный датчик легко подключается по 4-х проводной схеме. К датчику проводится 2 пары проводов. каждая пара подключается к выводу датчика. один из проводов пары используется так токовый провод, другой - как потенциальный. Сопротивлением проводов в этом случае можно пренебречь

Через него будет течь ток, он будет греться, и вносить искажения.

Почему бы не попробовать термопару, с очень стабилизированной температурой холодного спая (с помощью RTD?)

У всех термометров сопротивления есть максимальный рабочий ток, при котором производителем гарантируется паспортная точность

В любом случае, протекающий ток будет вызывать разогрев датчика и вносить ошибку, зависящую еще и от теплового сопротивления (которое зависит не только от собственно датчика). Но при измерении температуры жидкости вовсе не требуется непрерывное протекание тока. Несколько десятков mS, измерение раз в минуту (а куда чаще в данном случае ?) - и можно не учитывать фактор саморазогрева...

Попробовать, конечно, можно, но... зачем? В заявленном диапазоне температур сигнал с термопары и сигнал с термометра сопротивления величины разных порядков. А измерение температуры "холодного спая" с помощью RTD- это вообще "масло-масляное". Термопара выкидывается, а температура меряется самим RTD.

"...rx3apf, не могли бы Вы объяснить, какие проблемы могут быть со стабильностью DS1624?"
Вопрос был задан не мне, но хотел бы коснуться следующего аспекта: проблема применения несертифицированных датчиков. Будет очень тяжело доказать метрологам правомочность такого применения.

1 мА на 100 Омах даст 100 мкВт рассеиваемой мощности. Напряжение при этом 0.1 В и на градус это даст примерно 400 мкВ. 100 мкВт сравнимо с теплоподводом по проводам. К тому же если датчик в жидкости, то такая мощность вызовет практически не обнаруживаемый разогрев. А если же вам нужны тысячные градуса, то термопара вас не спасет, так как надо будет учитывать теплоподвод по проводам этой термопары.