Есть прибор (плата), работающая в воздушной термокамере -60 +100 без контроля влажности.
Хочется довесить на эту плату возможность более-менее точно измерять температуру воздуха в которой оно сейчас находится.
Измерение температуры не является основным функционалом, поэтому простота реализации и доставаемость компонентов на первом месте (калибровать нет желания и нечем). Как я понимаю без калибровок и танцев с бубном получить +-0.1°С это предел.
Реальная температура по объему термокамеры будет плавать куда сильнее, также как и точность ее удержания, но тем не менее некоторый запас по точности измерения хотелось бы иметь (плат в камере много, хоть на разбег можно будет посмотреть).

Порыв немного каталоги терры и компела нашел термосопротивления 700-102BAA от Honey, которые недороги, есть на складе и к запрашиваемым параметрам близки. Также есть 16 бит ацп ADS1115 со встроенным предусилителем и компенсированной опорой.

Это все хорошо, но через термосопротивление надо пропустить стабилизированный ток, который надо где-то взять.. Ну или не стабилизировать ток, а иметь стабильный резистор последовательно с измерительным, измеряя падение на котором можно получить ток.
Бегло поискал резисторы, нашел +-0.1%, 25 ppm/°C (TNPW серия ф. Vishay). Т.е. во всем диапазоне будет 4000ppm. А у термосопротивления 3850 ppm/°C. Т.е. резистор даст погрешность в +-1°С на диапазоне. Оно конечно можно откалибровать, но калибровать совсем не хочется. Просто учесть в математике эти 25ppm/°C, считая их линейными? Про ТЧХ ничего не написано..

Как проще сделать?

Без бубна на терморезисторе вытанцуете 2-3С.
А 0.1С проще попросить кого-то, кто уже 1С осилил. Только не бухалтерию, а измерения.
С++ не годится, АЦП на 100 разрядов тоже не поможет .

Это обидно.
Терморезистор у автора платиновый. А какой бубен - непонятно.

Взять стабильный опорный резистор. Не гоняться за 0.1, взять хоть однопроцентный, но с хорошей термостабильностью, а потом откалибровать хоть в одной точке. Хотя диапазон да, суровый... А наружу (в более комфортные условия) от платы ничего нельзя вывести ?

Сообщение отредактировал rx3apf - Oct 22 2011, 04:51

А где взять опору точнее 0.05%. Без калибровки не обойтись. Если взять что нибудь от AD со встроенной опорой.

Я предложил взять опору не _точнее_, а _стабильнее_. А потом - откалибровать (хоть по магазину сопротивлений с хорошей стабильностью, хоть как). Мы используем в таких цепях отечественные С2-29 (единственный российский компонент, который используем), однако у топикстартера очень уж широкий температурный диапазон, там и С2-29 могут уходить больше, чем упомянутые резисторы от Vishay. Надо (IMHO) искать какие-то фольговые резисторы.

Ну кстати измерить сопротивление опоры _точнее_ не проблема если она _стабильнее_ ибо это можно сделать в НУ.
Где взять опору стабильнее для меня вопрос. Я могу только купить то что предлагают фирмы по продаже компонентов типа терры. Манганина у меня нету, да и мотать что-то свое нет никакого желания. Измерение температуры функционал не основной, поэтому единственный вариант это небольшой модуль где-то на плате из покупных компонентов не требующих доп. настройки и вывода на улицу доп. проводов.

Касательно временной стабильности тех же резисторов TNPW обещают старение не более 0.05% за 1000 часов работы (500ppm).

Собственно, какая разница сколько ppm/°C будет у опорного резистора? это можно учесть в математике. Вопрос в том насколько нелинейно оно будет?


Читая форум обнаружил ссылку на кварцевые термодатчики - http://www.qsens.ru/products/termo.html
Этот вариант может быть интересен тем что на плату уже заведена рубидиевая опора и есть точный частотомер, способный дать 0.1 Гц (фактически она решает те же задачи что описаны в ТЗ в теме про измерение частоты).
Единственное но - как я понял кварц этот надо откалибровать хотя бы в одной точке. Плюс влияние емкостей схемы возбуждения?.. Также не нравится относительно малый наклон ТЧХ - порядка 1 Гц/°С.. И какие-то невнятные данные по старению.. По словам наших производителей кварцев резонаторы с крутым тчх обычно стареют много быстрее..
Кто-нибудь их использовал?

Проще сделать это снаружи. Кроме непоняток с резисторами есть еще непонятки с усилителем (АЦП). И даже (!) с градуировкой датчика. Как-то думается, что такой простенький резистор не даст десятую в таком широком диапазоне по стандартному полиному долгое время.
А главное - зачем?
В термокамере можно устранить градиенты такого порядка, если только все внутри выключить и держать температуру очень теплопроводящей оболочки в коридоре десятая градуса несколько часов. А "на ходу" градиенты неизбежны и пропорциональны скорости изменения температуры.

Проще сделать снаружи
Понятно, значит при таком ТЗ от термосопротивлений лучше отказаться. Единственный простой вариант для них это четырехточка и измерительный блок при НУ. Но тогда и размещать датчик на плате нет смысла.
Собственно цель это как раз увидеть эти градиенты в термокамере и доказать метрологам что они сильно заблуждаются насчет реальной температуры на изделиях. Да и в конце концов дополнительный контроль своими средствами, доп. защита от дурака в ПО.

Точные камеры с выдержкой делали на базе РТП 8.1 http://www.iztech.ru/goods/10/ . Они за 8-10 часов встают в +-0.01°С.. По крайней мере если верить показаниям этого РТП...

Остается кварцевый датчик. Кто что скажет по опыту применения?

Тогда дифференциальная термопара - самое лучшее средство для измерения разности температур. Один спай - на стенке, второй в точке X. Считается, что значение температуры стенки мы знаем. Но его даже и не нужно точно знать в данном случае.
Еще один вариант - два одинаковых термодатчика в тех же местах. Тогда еще два одинаковых резистора образуют мост,
и все прекрасно можно измерять с требуемой Вам точностью. И не нужны точные опоры и пр. заморочки. И все можно измерять уже внутри.

Измерение разности температур не совсем то что нужно. Нужно абсолютную температуру на платах. Их любят засовывать в разные установки и от наличия термодатчика на плате можно получить дополнительный профит. Городить систему снаружи не хочется т.к. ее придется таскать за платами.
Тут как я понимаю мостовая схема не поможет (я пока не очень ориентируюсь в способах применения термосопротивлений).
Я скорее более склонен загрубить требования к точности в пользу упрощения конструкции.
Как я понимаю обсуждение встало на том где достать более-менее точный стабильный во времени резистор? Ну неужели нельзя купить?.. На том же манганине что-нибудь маленькое и современное?..

Вот нашел прецизионный резистор от того же Vishay - http://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&am...QR1d86tHuM52e4g
В платане продается.. ~10$..
Соединяем последовательно с терморезистором, меряем падение на том и на этом - вроде все сходится..
Мнения?

Думаю, что не стоит так напрягаться. Зачем Вам точная температура с такой точностью во всем диапазоне в одной точке? Раза в два-три хуже все получите легко. Кажется мне, что Вам нужна именно разница температур между стенкой (или чем-то там) и Вашей точкой. И стабильность, наверное, тоже не нужна.
Мое мнение - дифференциальная термопара или мост (можно сразу многоплечий мост для нескольких точек). Так можно дрейф или разницу до тысячной градуса получить. И резисторы моста можно из манганина сделать, если он у Вас есть.

Совершенно непонятно, вся измериловка должна работать в диапазоне -60...+100? Или только сенсор там находится? Если вся измериловка- то я не знаю как сделать с такой точностью.

Если в шкафу только сенсор, то абсолютно непонятно, зачем токозадающий резистор туда же пихать в эту среду? Делается измериловка просто до безобразия:
1. В шкафу только сенсор (терморезистор), подключен 4-х проводкой.
2. Снаружи (в комнате) последовательно с ним прецизионный резистор (с любым нормальным ppm/C, экзотика не нужна).
3. Падение на эталонном резисторе используется как опорное напряжение для АЦП, падение на сенсоре измеряется этим самым АЦП. Ряд АЦП позволяет иметь опорное напряжение продвешенное сильно выше GND, причем это напряжение может меняться в широких пределах без потери точности (Я Аналог Девайс пользую для такой задачи). Кстати, у меня применение резисторов 0.1% позволило вообще отказаться от процедуры калибровки, что только зер гут для любого производства. На Дижикей Панасоник 0.1% SMD0805 по 0.5$ в розницу или по 0.2$ от 50 штук.
4. Измеренная величина есть соотношение между сопротивлениями эталонного резистора и сенсора.

Но точноть 0.1 градуса это конечно экстрим. Разрешающая способность не вопрос, но вот точность.....

Раза в два-три хуже все получите легко
Собственно этим принципом и руководствуюсь - делай лучше а плохо само получится )

Ruslan1, спасибо за подробное описание процесса!
Вы какую мс АЦП используете?

Я попробую-таки запихнуть все в термокамеру вместе с ацп и вышеуказанным резистором, посмотрим что получится. Ценник решающего значения не имеет, плата стоит килобакс.. Выносного блока при НУ нету, городить только ради температуры не вариант.

Жалко что насчет кварцевых термодатчиков никто не высказался. Интересно где там подвох..