Измерение температуры жидкости, Датчики и схемы Опции

[Stepanich]

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.

[Stepanich]

Уважаемый akl, спасибо, что делитесь опытом.

1. Не хочу показаться занудой, но можно ли утверждать следующее?
Если при использовании источника ЭДС в течение измерения ток в цепи измениться вследствие случайного возмущения, результат будет искажен.
В случае использования источника тока влияние случайного возмущения на ток в цепи исключено (именно поэтому AD использовала в своём примере именно источник тока).

2. В каждой схеме последовательно с термодатчиком включаются еще сопротивления единицы кОм. Как я понимаю, это улучшает фильтрацию. Но, выходит, и эти резисторы должны быть прецизионными, такими же, как и Rr. Подбираются они, как я понял, эмпирически, а это значит, что имеющийся заказной номинал прецизионного резистора Rr может не подойти... со всеми вытекающими....

3. Никак не соображу, откуда в формуле T=(Nx-No)*K/(65536*256) взялся коэффициент «256»?

4. На платиновые термодатчики ориентируюсь из-за их большей номенклатуры — вероятность найти датчик оптимальной конструкции существенно выше (честно говоря, я не совсем понял Ваши рассуждения про «самовывоз» и «наличие платины»).

5. Вновь попробовал вывести формулы для «платины» с учётом коэффициента B (бета).
Используемые величины:
N — результат А/Ц-преобразования;
n — разрядность АЦП;
Rr — сопротивление резистора на опорных входах;
Rx — сопротивление термодатчика;
R0 — сопротивление термодатчика при 0 градусов;
A, B — коэффициенты для «платины».
T — температура.

Итак:
Rx = R0 * (1 + A * T + B * T^2) —> R0 * B * T^2 + R0 * A * T + R0 – Rx = 0,
отсюда: T = ( –R0 * A * T ± sqrt[ {R0 * A}^2 – 4 * R0 * B * {R0 – Rx} ] ) / (2 * R0 * .

N = (2^n – 1) * Rx / Rr,
отсюда: Rx = N * Rr / (2^n – 1).

Подставляем значение Rx в формулу для T — и получаем температуру с учётом квадратичной зависимости сопротивления платины от температуры.