Про колебания температуры внутри матрешки и про опорную температуру регулирования - эти ваши мысли понятны.
Непонятен следующий вопрос: а как собственно выйти на заданную температуру внутри камеры, если регулирование будет происходить по температуре в другом месте?

Методом последовательных приближений? Или по отклику модель на лету строить? Загрузка камеры-то может меняться...

Зачем же такие сложности? Температура внутренней камеры в пределе будет равна среднему значению наружной.
Тепловой экран "работает" абсолютно так же, как электрический, поскольку уравнения такие же.

Спасибо, верю и без доктора. Только недопонимание, видимо, из-за того, что "если самую наружную завернуть в вату...", то она уже перестанет быть самой наружной...

А если ее в вату не укутывать, так какой в ней смысл? А в вате (она должна быть ровным слоем намотана) ее смысл в том, чтобы на ней не было градиентов. Однако вату нельзя делать очень толстой (если не использовать тепловой насос - Пельтье, а только нагреватель для температур выше комнатной) - долго будет остывать.

Ого, про тепловые волны я даже и не слышал. Уравнения составлять не умею, тем более решать ибо не физик я. Датчики ставлю только внутри термостатированного объекта, иначе не понятно что контролировать. 1-ый датчик, по кототору работает ПИД - в непосредственной близости от пельтье, по второму только контроль установившегося режима. Мне непонятно, как вообще что то можно сделать с наружней температурой и за чем ее контролировать, по-моему надо стремиться чтобы вторая обкладка (отностительно которой пельтье переносит тепло) имела температуру окружающей среды, или это просто вариант с ипользованием несколькольких теплоизолированных камер (одна внутри другой)? Непонял про обратную связь "по интегралу от тока через Пельтье - заряду", разве в обратной связи ПИДа не темпераутура учатсвует или я что то не так понял?

Про ПИД. Пелтье - устройство двойного назначения... С одной стороны - измеритель разности температур (много последовательно соединенных толстых термопар - поэтому имеется ЭДС), с другой - тепловой насос.
Так вот, количество перенесенного тепла в единицу времени при фиксированной разности температур (мощность нагрева или охлаждения) пропорционально току. Поэтому для правильного управления должна быть местная обратная связь по току. Т.е преобразователь (сигнал ПИД или др регулятора) - (ток через батарею). Заряд - пропорционален интегралному перенесенному теплу.
При изменении наружной температуры (на внешней части Пельтье) внутренняя также будет хотеть меняться, поэтому если есть возможность стабилизировать наружную температуру, то это уменьшит "нагрузку" на регулятор и, соответственно, колебания температуры.
А волны получаются на теле конечных размеров и теплопроводности. Грубо. На одном конце, там где Пельтье, возникают колебания температуры. Они распространяются по всему телу. Температура будет разной во времени и пространстве...

"В пределе" это скорее всего так будет. При идеальном тепловом экране...
Но мы же практики (я по крайней мере), а не теоретики.

На практике тепловой экран не идеальный:
- пельтье обычно расположен с одного края камеры
- теплоизоляция пропускает часть теплового потока
Так что я обычно наблюдаю в стационарном режиме конкретный градиент температуры, который для теплопроводности имеет линейную зависимость.
Это не воздух, перемешивать не получится.
А поддерживать нужно температуру внутри камеры, а не температуру наружной поверхности камеры.

Вот я и хочу узнать методы решения подобных задач...

Это восхитительно, право! Чтобы хорошо заработала термокамера, нужно застабилизировать ... внешнюю температуру, то есть поместить камеру в ... термостат. А внутренняя уже сама застабилизируется. (Желательно только, чтобы внутри ничего не было). А также термостат поместить в свою очередь в другой термостат, а то тяжело ему будет. Ну и так далее...

Честно говоря, не совсем понятно, что Вы пишите.
С самого начала.
Берем теплопроводящую болванку. Монтируем на ней Пельтье.
Что имеем? Большой градиент и волны, которые Вы не видите по причине их малости.
Обмотаем болванку теплоизолятором. Градиент уменьшится. Если сделать идеальную изоляцию, градиент исчезнет (средний). Волны останутся.
Теперь внутрь болванки (в полость) поместим другую теплоизолированную болванку.
И градиент будет меньше и болтанка в этой болванке, чем в наружной.


Именно так и делают. Да. Только долговременная стабильность будет определяться стабильностью средней температуры наружной рубашки. А кратковременная - теплоемкостью и теплопроводностью внутренней части и болтанкой температуры на внешней.

Спасибо за разъяснения, направление ваших мыслей понятно...
Просто мой вопрос и ваши разъяснения лежат маленько в разных плоскостях (очень близких, но разных)

Вы говорите о предельных случаях, близких к идеальным: больших лабораторных термостатах, для которых главные параметры это точность и стабильность. Помолчу о том, какая скорость выхода на режим системы вложенных теплоизолированных матрешек

Меня же интересует направление маленьких приборных термостатиков, у которых важнейшие параметры это скорость выхода на режим, кратковременная стабильность (минуты), массогабаритные параметры, ну и естественно, довольно высокая точность порядка сотых градуса.
Из всех этих условий вытекает их достаточная далекость от идеального случая и масса противоречивых требований.

Вот методы решения этих технических противоречий меня и интересуют...

Про волны. Какой период колебаний может возникать? Мне казалось температура не может измениться скачкообразно, даже если вдруг температура другой стороны пельтье (гипотетически) изменилась на 10 град. Вы хотите сказать что температура активной стороны (где термостатированный объект) тоже на столько изменится?... Возможно, если мощность на пельтье не изменится, но тут работает регулятор и он это должен отработать. К тому же ячейка (та что изолированна от окр. среды) достаточно массивна что бы на ней сильно менялась температура. Или я что то не так понял?
Кстати методику термостат в термостате нигде не встречал да и про волны тоже, вы можете ссылочку дать? И какие стабильности можно достичь? Просто кроме платинового датчика и разрешением в 0,001град я не встречал лучше.

Теория все описывает одинаковыми формулами и для маленького и для большого...
Если сотая градуса - можно маленькое, если миллионная - нужно большое.
А в принципе... Одно и то же. Только масштаб по осям разный.
А про время установления для матрешек... Не молчите.


Период колебаний... Может и нет тут колебаний... гармонических.. Назовем это шумом (дрейфом... вариацией... как хотите). Это дело порождается шумом термодатчика, теплопередачи... тепловые наводки - иными словам. Ой. Сейчас набегут любители Фурье-преобразований и будут выделять там частоты...
А волны... Они разные бывают... Не обязательно в виде синуса... Вот цунами - тоже волна.
Вы правильно все понимаете. Я, вроде, писала - "захочет". Это значит, что появится скорость. А регулятор не даст... сильно. Но для этого он должен почувствовать это посредством термодатчика. Следовательно, температура должна уплыть... Вот Вам еще источник "колебаний".
Стабильность на уровне микроградусов можно получить.
Сейчас набегут... и скажут, что это невозможно измерить. Пусть говорят...

Время выхода в установившийся режим порядка 1 часа, можно больше. Масса ячейки около 700грамм. Мощность пельтье 75Ватт (другого под рукой небыло).
То что было получено с первым вариантом изолятора: по первому датчику - выходил от 20 до 100 град за 15 мин, второй датчик плавно уменьшал свой градиент после 30 - 40 мин - тоже стабилизировался на разницу в 1,5 град. После отключения пельтье начальное остывание 1,8град в сек (тут наверное тепло через пельтье просачивалось). На минусах немного хуже, теже параметры были где-то при -10.


Даже трудно представить чем можно микроградусы мерить! Мне удалось на платине только 2 тысячных, примерно на столько он увеличивается при поднесении руки на 20см.

Если сделаете матрешки, будет лучше. Для положительных температур можно добавить обычные нагреватели - внутренний и наружный для ускорения. Поможет.
Странно, что при отрицательных температурах так. Конденсация воды?

Непохоже, инеем покрывалось только после открытия крышки.
Делать матрешки и доп. нагреватели расточительно и дорого, да и сообразить как этим хозяйством управлять тоже нужно. Все что мне нужно сейчас убрать эти 1,5 градуса ну или снизить их как можно сильнее.