Здравствуйте!
Надеялся на безупречную точность датчика DS18S20, но столкнулся с таким явлением:

Датчик подключается к схеме тремя проводниками, то есть, питается не паразитно.



Датчик помещен в капсулу из нержавеющей стали.



Для обеспечения изоляции на уровне 600В, дно капсулы было покрыто слюдяной проградкой, толщиной порядка 1мм. Сам датчик диаметрально обмотан изолентой с толшиной слоя порядка 2мм. Своим торцом(противоположным выводов) датчик упирается в слюдяную прокладку.
Снаружи капсула загерметизирована эпоксидным составом.

Датчик в капсуле крепится на нагревателе, как видно на фото. Нагреватель с датчиком крепится на баке с водой. Вода в баке постоянно перемешивается и датчик постоянно омывается максимальной температурой в баке. Не так, что вверху горячо, а внизу холодно.



Капсула соприкасается с водой только частью обьема, но той частью где распологается датчик.

При проверке я выявил такую температурную картину:

Датчик - Термометр

28 - 28
32 - 33
41 - 44
64 - 66
66 - 72
71 - 78
75 - 81
80 - 88
83 - 91
87 - 97
89 - 99
остывание, откл нагрева
89 - 96
86 - 93
83 - 89

Программу снимающую показания датчика проверил, ошибки не выявил.
Полагаю проблема в том, что часть гильзы не соприкасающаяся с водой снимает часть тепла, по этому датчик регистрирует не полную температуру.
Как с этим бороться? Первое что приходит на ум, это заполнить гильзу с датчиком трансформаторным маслом.
Что посоветуете? Но необходимо обеспечить электробезопастность на уровне 600В.

У стали вообще теплопроводность невысокая. Да еще плюс слюда ... Вы хотя бы медную гильзу взяли...

А для чего вам это ? Если для поддержания температуры, то там электроника, наверное, не нужна. Разбирал свой нагреватель, Аристон на 80 литров. Так там вообще никакой электроники нет. Регулятор - релейный. В нагревателе есть дырочка, точно такая, как вы просверлили для своего датчика. Туда вставляется длинный металлический щуп, видимо, с биметаллической пластинкой, которая замыкает контакты реле, когда температура падает ниже нормы. Работает годами. Бак сгнил за 5 лет, а этой штуке хоть бы хны. А еще у Аристона есть термометр. Тоже без всякой электроники. Выглядит как небольшой цельнометаллический цилиндрик, из одного из оснований которого выходит вал, на который насажена стрелка. Другим основанием цилиндрик плотно прижат к верхушке бака. Цилиндрик я не разбирал, но и там, похоже, биметаллическая пластинка. Все. Никакой электроники.

P.S. а еще можно поизучать, как это сделано в тех же стиральных машинах. Да мало ли где может применяться такая штука ?

P.P.S. Если все-таки говорить о вашем датчике, то я бы помещал его в глубину бака. Например, сделайте щуп из медной трубки, длиной хотя бы см. 30 (исходя из размера бака). Конец щупа нужно запаять. И этот щуп, а не сам датчик, засунуть в дырочку. Место стыка загерметизировать. Или подыскать готовый ТЭН, уже с трубкой, как в Аристоне. А вот уже в эту трубку вставлять датчик. Как-то так ...

Вода в баке перемешивается, можно предположить что температура воды по всему обьему бака, одинакова.
Требуется точность на уровне +- 0,5 градуса, мне это необходимо для будущих разработок.
Медная гильза неизвестно как себя поведет в агрессивной среде. Я думаю причина не в теплопроводности, а в варианте крепления гильзы и длине гильзы. Действительно, большая длина гильзы возможно увеличит точность датчика, так как я так же предполагаю что тепло теряется в непогруженной части гильзы.

Снимает часть тепла кусок гильзы, вставленный в крепеж, плюс провода датчика. Ситуацию наверняка можно улучшить, залив микросхему в гильзе, например, теплопроводящим компаундом для герметизации силовой электроники. И провода подвести к пикросхеме тоненькие, например, сделав переход от кабеля к микросхеме тонким обмоточным проводом, и обеспечив механическое крепление кабеля как-то иначе.

Бронза. Любой слесарь (и вы в том числе) знает, что бронзовые краны и вентили годами работают и в холодной воде, и в кипятке, и дома, и в сырых подвалах, и ничего им не делается, если только резьбу не сорвать. Вырежьте трубку из бронзы. И в нее, в эту сухую внутри трубку, вставьте датчик ...

Спасибо! Буду думать

Все эти мучения вызваны отсутствеием развязки с сетью?

А в чем мучения? Стот раз сделать, как остальные можно штамповать чисто на автомате.

Да. Нет развязки. В том устройстве что делаю, фабричные варианты в 80% случаев не имеют развязки по питанию. видимо это нормально.

Предлагаете усложнить схему и организовать развязку?

зачем масло? паста КПТ-8

Так и воспользуйтесь фабричным развязанным датчиком, испытанным на заводе полутора киловольтами переменки, а не лепите на коленке из слюды.

Именно. Это даже усложнением не назвать. А мучения Ваши только начались.
Заполнив капсулу трансформаторным маслом (например), чем Вы будете её герметизировать? Эпоксидкой?
Долго ли сохранится герметичность при циклическом нагреве/охлаждении?
Ваше упрямство достойно лучшего применения.

Придумаю че-нить альтернативное. Изолированый цифровой датчик мне так или иначе пригодится в будущем.
Как вариант, действительно, все должно решится удлинением гильзы


Такая паста у меня есть, необходимо почитать о изолирующих свойствах этой пасты.


А что это за датчик работающий по протоколу 1-wire ?
Дай ссылку если не трудно?

вы измеряли с учётом инертности или нет? сам датчик, без каких-либо трубок имеет инертность около 5 минут (относительно воздуха).

дискретность - 0,06 градуса (двадцать первый имеет 0,01)

погрешность - см. по паспорту

удачи вам
(круглый)

1)Термометр прошел метрологическую поверку, или вы его только вчера купили в соседней аптеке? Вы уверены, что показания термометра в эксперименте ближе к истине, чем показания датчика?
2) Для выравнивания температурного баланса среда1_(вода)-датчик-провода-среда2_(воздух), следует обеспечить равномерный прогрев не только самого датчика, но и соединительных проводов, по крайней мере в таком объеме, чтобы масса меди проводников была не меньше массы датчика. Лучше - в несколько раз больше. Т.е. нужно греть не только датчик, но и, как минимум, полметра провода. Поэтому вариант с длинной трубкой (да еще и заполненной маслом или термопастой), который вам предложили выше, будет самым оптимальным.

Раз термометр может измерять (от 0 ?) 100 С, то он ртутный. В аптеке такой не купишь. Такие термометры дают не хуже градуса.


Автора десятые и сотые не интересуют, поэтому никак не 5 минут, а меньше.


Поберегите пасту для правильного применения...
Раз Вы такой рукастый, найдите стеклянную трубочку подходящего диаметра, запаяйте ее с одного конца - получится пробирочка. В нее... парафин... воск... с маслом... что найдете подходящее, расплавьте, чтобы прилегало. Попробуйте нагревать.
Сначала без датчика - трубка может лопнуть.
Вариант 2 - залейте эпоксидной смолой.