Измерение температуры с высокой точностью Опции

[izerg]

Появилась задача: необходимо измерить температуру точки замерзания жидкости (воды). Точность измерения хотелось бы получить 0,001 градуса. Диаппазон измерения - -5 ... +5 градусов Цельсия.
Как к такой задаче подступится?
Возможно ли получить такую точность?
Пока нашел, что с такой точностью меряют только платиновые резистивные датчики и кварцевые резонансные датчики.
Как вариант рассматривается покупка готового прибора. Очень желательно наличие стандартного интерфейса для управления замером.

[sera_os]

Прошу прощения, я не сильно по теме, но вот такие мысли возникли, а с датчиком (терморезистор) нечего "плохого" не случится во время перехода с одного состояния в другое (вода-лед)? Лед ведь немного расширяется, и датчик подожмет.

[Tanya]

Прошу прощения, я не сильно по теме, но вот такие мысли возникли, а с датчиком (терморезистор) нечего "плохого" не случится во время перехода с одного состояния в другое (вода-лед)? Лед ведь немного расширяется, и датчик подожмет.

Лед процентов на 10 больше по объему, чем исходная вода.
Есть такие калориметры, где количество выделившегося тепла измеряют оригинальным термометром - в стеклянной колбе лед плавится - объем увеличивается - уровень воды в капилляре поднимется. Измеряется вооруженным глазом.
Пленочный платиновый датчик тут не подойдет - не та стабильность.
"Нормальный" термометр делают из отожженной проволоки, которая живет без напряжений в стеклянном баллончике. Обычно в калориметрах датчики (термопары) стоят на наружной стенке камеры для образца.

[sgrig]

Пленочный платиновый датчик тут не подойдет - не та стабильность.

Прошу прощения, но на чем основано столь категоричное утверждение?
Проводились ли исследования? Где, кем, на каких типах датчиков и какого производителя, в каком диапазоне температур и какова выборка?
Вопрос не праздный, сам почти 5 лет мучаю такие изделия одного очень уважаемого производителя, и пока прихожу к противоположному выводу.

[Tanya]

Вопрос не праздный, сам почти 5 лет мучаю такие изделия одного очень уважаемого производителя, и пока прихожу к противоположному выводу.

А Вы посмотрите, что пишут эти производители в даташитах на эти и их же проволочные датчики. Исходя из ТКС для платины в 0.4%/K и требуемой в данном случае воспроизводимости в миллиградус, легко посчитать, что долговременная стабильность должна быть порядка единиц ppm. Этот факт также показывает, что для измерения сопротивления с миллиградусной точностью даже идеальных датчиков потребуется мост с такой же стабильностью.
А чем Вы 5 лет измеряли?
Возможно, что пленочные датчики и будут стабильны при условии малых изменений их температуры, так как основной источник нестабильности - разный коэффициент расширения подложки и платиновой пленки. А проволока в нормальном датчике отожженная и почти без напряжений живет.
Я так думаю. Об этом же свидетельствуют разные аппроксимирующие полиномы для таких датчиков.

[rx3apf]

Я так думаю. Об этом же свидетельствуют разные аппроксимирующие полиномы для таких датчиков.

Разве ? Усомнился, посмотрел для проволочных - пожалуйста, те же самые IEC60751, с тем же полиномом. И точно так же есть тонкопленочные других стандартов. Как я понимаю, это определяется различиями в химическом составе, а вовсе не конструкцией.

[Tanya]

Разве ? Усомнился, посмотрел для проволочных - пожалуйста, те же самые IEC60751, с тем же полиномом. И точно так же есть тонкопленочные других стандартов. Как я понимаю, это определяется различиями в химическом составе, а вовсе не конструкцией.

Не знаю, где Вы смотрели. И не помню, где я... Посмотрите на гарантированную стабильность и допускаемую погрешность. Возможно, ленятся и приводят тот же полином. Но коридор допуска широкий и полиномы близкие. Подложка расширяется и тянет пленку. Потом при охлаждении сжимается. Возникают напряжения и гистерезис. Есть так наз. "платиновые стекла" с близким коэффициентом теплового расширения. Но не равным...
Проволочные термометры тоже нельзя трясти...
А если подумать... Зачем бы проволочные делать, если пленочные такие хорошие - их и крепить легче и постоянная времени меньше, и дешевые?
P.S. http://temperatures.ru/groups/groups.php?page=6
Моисеева Н.П. представила группе те результаты, которые докладывались в Токио. Данные градуировок 96 пленочных термометров в диапазоне 0-180 °С были предоставлены ЗАО «Взлет». Рассчитанные коэффициенты зависимости R(T) имели систематическое расхождение со стандартными коэффициентами, которое приводило к отклонению от стандартной зависимости, существенному для термометров классов А и АА. Необходимо отметить, что это лишь одна составляющая отклонения, не включающая отклонение сопротивления от номинального значения.
--------------
Там и картинка есть.

[sgrig]

Подложка расширяется и тянет пленку. Потом при охлаждении сжимается.

Дело в том, что подложка изготовлена из очень приличной керамики, а даже плохая керамика имеет очень малый коэффициент линейного расширения, существенно меньший, чем платина. Поэтому, как мне кажется, все с точностью до наоборот.
С результатами ВЗЛЕТа я знаком, у меня есть данные по другому производителю, и они отличаются. Да, НСХ для пленочных ПТС должна быть другая, но воспроизводится она значительно лучше. Стабильность также похвальная. У меня создается впечатление, что производители сами до конца не понимают, что же они делают.

Сообщение отредактировал sgrig - May 20 2010, 14:22