требуется разработать прибор для испытания сенсоров, узловой макет по сути. требований к корпусу пока нет Опции

[ПОЛИТЕХФОРМ-М]

Прибор предназначается для проведения испытаний полупроводниковых сенсоров в реальных условиях эксплуатации. Сенсор четырехконтактный. Два контакта на нагреватель (параметры нагревателя – ниже). Два – на чувствительный слой, по сопротивлению которого определяется наличие детектируемого вещества. Сенсор работает, только если нагреватель нагрет до требуемой температуры (температура нагревателя определяется также по его сопротивлению).

Исходя из этого две основные функции прибора:
1) Управлять мощностью, подаваемой на нагреватель, для задания его температуры с требуемой точностью (температура контролируется по сопротивлению нагревателя)
2) Индицировать на дисплее сопротивление и температуру нагревателя, а так же сопротивление чувствительного слоя.

Технические требования
1. Измерение сопротивлений чувствительного слоя полупроводникового сенсора в диапазоне 10 кОм – 100 МОм
2. Организация нагрева полупроводникового сенсора. Нагрев постоянный. Сопротивление платинового нагревателя при 25 °С – от 8 до 12 Ом. ТКС=2,5х10-3 (температурный коэффициент сопротивления). Регулировка нагрева и стабилизация температуры в диапазоне от 200°С до 550 °С. Стабилизация температуры нагревателя с погрешностью не более 5 °С. Потребляемая мощность сенсора 220-250 мВт.
3. Отображение на дисплее (LONGTECH LGM12864H) показаний сопротивления чувствительного слоя в кОм, сопротивления нагревателя в Ом и температуры нагревателя в °С. Разрядность индикации две цифры после запятой. Переключение диапазонов (при низких концентрациях для чувствительного слоя требуется переключение в МОм-ы) автоматическое.
4. Индикация подключения сенсора и его состояния (работает, обрыв)
5. Питание от двух стандартных аккумуляторов 1.25В 1300мч
6. Диапазон температуры окружающей среды от -40°С до +60°С. В этом диапазоне погрешность измерения сопротивления чувствительного слоя и температуры нагревателя не должна быть выше 5%
7. Управление 3-мя кнопками с подсветкой TS-A4PS-130


Если кто-то готов взяться, пишите в личку, пожалуйста

Сообщение отредактировал ПОЛИТЕХФОРМ-М - Sep 13 2018, 13:10

[Tanya]

2. Организация нагрева полупроводникового сенсора. Нагрев постоянный. Сопротивление платинового нагревателя при 25 °С – от 8 до 12 Ом. КТС=2,5х10-3 (коэффициент термического сопротивления). Регулировка нагрева и стабилизация температуры в диапазоне от 200°С до 550 °С. Стабилизация температуры нагревателя с погрешностью не более 5 °С. Потребляемая мощность сенсора 220-250 мВт.
3. Отображение на дисплее (LONGTECH LGM12864H) показаний сопротивления чувствительного слоя в кОм, сопротивления нагревателя в Ом и температуры нагревателя в °С. Разрядность индикации две цифры после запятой. Переключение диапазонов (при низких концентрациях для чувствительного слоя требуется переключение в МОм-ы) автоматическое.
4. Индикация подключения сенсора и его состояния (работает, обрыв)
5. Питание от двух стандартных аккумуляторов 1.25В 1300мч
6. Диапазон температуры окружающей среды от -40°С до +60°С. В этом диапазоне погрешность измерения сопротивлений чувствительного слоя и нагревателя не должна быть выше 5%

Мои замечания.
Температурный коэффициент сопротивления - так это называется для платины около 3.9 тысячных.А коэффициент термического сопротивления - это совсем другое...
5% ошибка в сопротивлении платины - больше 10 градусов, а не 5.При изменении температуры от 200 до 550 градусов мощность нагревателя будет меняться больше, чем в 2.5 раза.Поддерживать температуру датчика (нагревателя) можно легко с точностью до десятых, сотых градуса и очень легко до градуса.
Две цифры после запятой - тоже загадка. Сколько же цифр до?

[Plain]

С таким диапазоном окружающей среды и начальной погрешностью, нагреватель сперва требуется откалибровать.

250 мВт на 100 МОм — это 5 кВ. Ему от такого точно не поплохеет?

[ПОЛИТЕХФОРМ-М]

С таким диапазоном окружающей среды и начальной погрешностью, нагреватель сперва требуется откалибровать.

250 мВт на 100 МОм — это 5 кВ. Ему от такого точно не поплохеет?

100 МОм это чувствительный слой. а ток мы на нагреватель подаем. так что поплохеть не должно

Мои замечания.
Температурный коэффициент сопротивления - так это называется для платины около 3.9 тысячных.А коэффициент термического сопротивления - это совсем другое...
5% ошибка в сопротивлении платины - больше 10 градусов, а не 5.При изменении температуры от 200 до 550 градусов мощность нагревателя будет меняться больше, чем в 2.5 раза.Поддерживать температуру датчика (нагревателя) можно легко с точностью до десятых, сотых градуса и очень легко до градуса.
Две цифры после запятой - тоже загадка. Сколько же цифр до?

до градуса было бы идеально. но нужно чтобы прибор эту точность во всем диапазоне рабочих температур показал.

до запятой - одного знака достаточно. ту я наверное не совсем корректно выразился. в моем понимании и 1.23 кОм и 123кОм (что в 100 раз больше) - и там и там будет 2 знака после запятой

P.S.: имелся в виду ТКС, конечно. спасибо за корректировку. исправлю изначальный пост

Сообщение отредактировал ПОЛИТЕХФОРМ-М - Sep 13 2018, 13:08

[Tanya]

до запятой - одного знака достаточно. ту я наверное не совсем корректно выразился. в моем понимании и 1.23 кОм и 123кОм (что в 100 раз больше) - и там и там будет 2 знака после запятой

1.01 - погрешность - 1 процент.
9.99 -десятая процента. Подозреваю, что Вам нужна логарифмическая точность при таком диапазоне.
Вы еще не указали допустимый ток (напряжение) сенсора. И скорость измерений.

[ПОЛИТЕХФОРМ-М]

1.01 - погрешность - 1 процент.9.99 -десятая процента.Подозреваю, что Вам нужна логарифмическая точность при таком диапазоне.

это требование вообще к разрядности индикации. а точность нам 1% от показаний за глаза хватит (если это действительно легко реализовать)

Сообщение отредактировал ПОЛИТЕХФОРМ-М - Sep 13 2018, 13:34

[Stanislav]

Прибор предназначается для проведения испытаний полупроводниковых сенсоров
........................................
Если кто-то готов взяться, пишите в личку, пожалуйста

Пример грамотно поставленной задачи.
Которая, безусловно, имеет решение.
Взялся б сам, но времени мало.
Если не найдёте исполнителя - пишите в личку, постараюсь помочь.

Мои замечания.
Температурный коэффициент сопротивления - так это называется для платины около 3.9 тысячных.А коэффициент термического сопротивления - это совсем другое...

Вычеркните это замечание из списка своих замечаний.
Речь идёт о температуре нагревателя, неужели это непонятно?

5% ошибка в сопротивлении платины - больше 10 градусов, а не 5.

Сопротивление платинового нагревателя имеет относительную погрешность порядка десятых-сотых долей процента от эталонной кривой.
Начальное сопротивление легко вычислить, измерив температуру окружающей среды, до включения потребителей.
Пжлст, не пишите про то, что не понимаете.

С таким диапазоном окружающей среды и начальной погрешностью, нагреватель сперва требуется откалибровать.

250 мВт на 100 МОм — это 5 кВ. Ему от такого точно не поплохеет?

См. выше. К Вам это также относится.
Задача поставлена корректно, и нет смысла её обсуждать.

[ПОЛИТЕХФОРМ-М]

Вы еще не указали допустимый ток (напряжение) сенсора. И скорость измерений.

по допустимому току и напряжению чувствительного слоя завтра отпишу (у научного сотрудника нужно уточнить). по скорости измерения - частоты обновления показаний в 1Гц хватит, время t90 (после изменения сопротивления чувствительного слоя показания достигают 90% его значения) ну тоже пара секунд будет нормально.

[Stanislav]

1.01 - погрешность - 1 процент.
9.99 -десятая процента. Подозреваю, что Вам нужна логарифмическая точность при таком диапазоне.

Лучше не пЕшите больше.
А просто предложите Автору свои услуги.

1.01 - погрешность - 1 процент.
9.99 -десятая процента. Подозреваю, что Вам нужна логарифмическая точность при таком диапазоне.
Вы еще не указали допустимый ток (напряжение) сенсора. И скорость измерений.

Это мелочи. Которые уточняются с исполнителем, при подготовке ТЗ.
Как измерять - его прерогатива, и в данной теме любые "советы" - вредны, поскольку оффтоп.

[Plain]

100 МОм это чувствительный слой. а ток мы на нагреватель подаем

сенсора в диапазоне 10 кОм – 100 МОм ... мощность сенсора 220-250 мВт

Таким образом, мощность нагревателя в ТЗ отсутствует.

И если на сенсор Вы таки будете давать неозвученную в ТЗ мощность, а значит по умолчанию ноль, то его сопротивление измерить не получится при всём желании.

время t90 ... тоже пара секунд будет нормально

В смысле, тоже неозвученная в ТЗ, на этот раз, теплоёмкость системы — всё по тому же умолчанию, она ноль, а значит, тупо испарится от любой ненулевой мощности.

[ПОЛИТЕХФОРМ-М]

Таким образом, мощность нагревателя в ТЗ отсутствует.

И если на сенсор Вы таки будете давать неозвученную в ТЗ мощность, а значит по умолчанию ноль, то его сопротивление измерить не получится при всём желании.


В смысле, тоже неозвученная в ТЗ, на этот раз, теплоёмкость системы — всё по тому же умолчанию, она ноль, а значит, тупо испарится от любой ненулевой мощности.

все просто - вся мощность сенсора это и есть мощность нагревателя. на чувствительный слой мы подаем только ток, необходимый для измерений его сопротивления (можно пренебречь)

если мы пишем 250 милливатт, значит эту мощность система рассеивает. предполагал, что это очевидно.

[Plain]

Пишем перед тем, как читаем, верно?

Почитайте, например, ТЗ — там два принципиально разных компонента под одинаковым названием "сенсор".

[Tanya]

все просто - вся мощность сенсора это и есть мощность нагревателя. на чувствительный слой мы подаем только ток, необходимый для измерений его сопротивления (можно пренебречь)

если мы пишем 250 милливатт, значит эту мощность система рассеивает. предполагал, что это очевидно.

Это стационарная мощность...
Нет, это не просто. Теплоемкость тут важна. Вот "голая" проволочка в воздухе или она же в контакте с массивным нагреваемым объектом - совсем разные вещи для регулятора, если нужно точно поддерживать температуру.
Еще очень сильно подозреваю, что четверти ватта маловато будет для нагрева до 500 градусов чего-то с размерами больше нескольких квадратных миллиметров (по площади поверхности).

[Tanya]

Это оффтоп, но рискну предположить, что в качестве нагревателя Вы планируете использовать платиновые терморезисторы.

Читаем второй пункт, там с самого начала написано, что нагреватель - платина.

Ну вы, блин, даёте копоти...

Tanya, удалять посты надо хотя бы с аннотацией. А в дискуссии с личным вашим участием - вообще позорно.
Ибо это бросает тень на вас - не только специалиста, но и человека.

Обсуждение действий модераторов - нарушение Правил Форума.

[Atridies]

Станислав прав - задача тривиальная, нет ничего необычного. Единственное - что меня смущает, так это измерение сопротивления в 100 МОм. Либо надо измерять 1 мкА (что чревато паразитными токами, т.к. там потребуется еще коммутация), либо поднимать напряжения до 1 кВ.
Ну т.е. задача решаемая, но надо будет эту часть проработать особо скрупулезно в т.ч. на уровне разводки...