Измерение температуры тена (нихром!), при помощи закона ома Опции

[sera_os]

Дорогие колеги!
Есть задача следить за температурой нихромового нагревателя. Поставить туда датчик температуры проблематично, поэтому думаю что если следить за температурой тена по перещету через закон Ома.
Температура должна быть известна с точностью +/-5 град в идеале, но в худшем случае устроит и +/-20 град. Максимальная температура тена 450 град. Мощность нагревателя ~2,5кВт (220В, 50Гц).
Но вот беда то что ТКС нихрома очень низкий 0,015%/С. При изменении температуры на 5гр сопротивление изменится на 0,075% всего то и соответственно низкое измененние тока, а так как это на переменке, то думаю получить такую точность будет проблематично.
Может кто что-то знает об этом и подскажет. Заранее спасибо.

[deemon]

Если мерять по закону Ома , то всё равно вариантов нет - нужно ставить датчик тока и датчик напряжения , а потом оцифровать их и пересчитывать полученные данные процессором . Тут ничего радикально нового придумать всё равно не удастся ......

[rezident]

Раз нельзя измерять контактным способом, то существуют приборы для бесконтактного измерения температуры - пирометры. Относительная погрешность измерения у них обычно не более единиц процента. Для примера, вот первый из наГугленных.
http://www.atlaspro.ru/shop/izmeriteli/tem...iro/id_470.html

Диапазон температур

минус 20 °С … 500 °С
минус 4 °F … 932 °F

Разрешение

0,5 °С; 0,5 °F (CENTER 350)
0,1 °С; 0,2 °F (CENTER 352)

Погрешность измерения

± 2 % от показания или ± 2 °С (4 °F)


Воспроизводимость

± 1 % от показания или ± 1 °С (2 °F)

[zltigo]

Раз мерять, значит и регулировать? Раз регулировать, значит отключать. При отключении классическая мостовая схема позволит просто и точно померять сопротвление нагревателя. Да и без регулировки отлючить на 20ms для измерения не страшно.

[Stanislav]

Раз мерять, значит и регулировать? Раз регулировать, значит отключать. При отключении классическая мостовая схема позволит просто и точно померять сопротвление нагревателя. Да и без регулировки отлючить на 50ms для измерения не страшно.

Омическое сопротивление ТЭНа - около 20 Ом. Изменению температуры в 5 град. соответствует, по подсчётам sera_os, 0,015 Ом. Как подключать/отключать остальной кусок моста cо схемой измерения предлагаете?

Дорогие колеги!
Есть задача следить за температурой нихромового нагревателя. Поставить туда датчик температуры проблематично, поэтому думаю что если следить за температурой тена по перещету через закон Ома.

А доступ к контактам подключения ТЭНа имеется?

[zltigo]

Как подключать/отключать остальной кусок моста cо схемой измерения предлагаете?

Никак не отключать. Отключать только собственно нагреватель.

[Stanislav]

Никак не отключать. Отключать только собственно нагреватель.

А как тогда измерять? Как классический мост к ТЭНу приделать? Даже не мост, а простейший измеритель на делителе.
Там же напряжение - 220В.
Разве что на переменном токе более высокой частоты, чем 50 Гц, измерение делать... Тогда кондёр можно поставить разделительный.

[zltigo]

А как тогда измерять? Как классический мост к ТЭНу приделать?

Параллельно "выключателю" резистор обеспечивающий сотню миллиампер через ТЭН в выключенном состоянии. Ну соответственно еще два резистора прямо на 220V. Осталось защитьться от разбалансировки моста и синфазного напряжения при полной разбалансировке моста при включенном ТЭН. Получаем полтора милливольта на "деление".

[rezident]

Разве что на переменном токе более высокой частоты, чем 50 Гц, измерение делать... Тогда кондёр можно поставить разделительный.

На переменном токе частотой 100кГц, например, делают измерители ESR. Измерять ESR можно, даже не выпаивая электролит из платы.
Только ИМХО зря тут разошлись. Придет хозяин темы и выяснится, что он имел в виду что-нибудь иное. А то вдруг ему и термопара, примотанная к ТЭНу, сгодится? В общем, предлагаю подождать уточняюще-обобщающего сообщения от sera_os.

[RodionGork]

Но вот беда то что ТКС нихрома очень низкий 0,015%/С.

М-да... Обычно у сплавов (в отличие от чистых металлов) ТКС низкий, а удельное сопротивление большое... Проблема указана крайне верно, и я бы даже не стал копать в эту сторону, испугамшись.

Но вообще-то. сопротивление нагревателя, видимо, около 20, скажем, Ом. Изменение на 5 градусов даст, вроде, 15 миллиОм.

Допустим, сопротивление подсоединительного медного провода 0.5 Ом. Изменение его температуры на 5 градусов (считая 0.4% на градус) даст 10 миллиОм.

Впрочем, этого мы легко избежим, подключив датчик напряжения как можно ближе к контактам нагревателя. Ну тут просто внимательно надо все это делать, видимо...

Останется учесть температурные влияния на схему измерителя... Ну это, наверное, тоже возможно с грехом пополам... Поскольку в измеритель-то датчик температуры встроить можно...

Останется защитить измеритель от внешних помех, которых в наши высокотехнические времена у нас тут до безобразия много летает. Конечно, можно написать на двери помещения "не забудь выключить мобильник" и что-то в этом духе... ;-)

В общем, как видно, я совсем не специалист, так что прошу извинения, что вмешиваюсь, но мне кажется что осуществление этой задачи указанным способом будет по крайней мере несколько дорогим и не вполне надежным. ;-(

с почтеньем,
Родион

[khach]

Мерять на ВЧ, синхронным детектором. 100 Кгц- многовато, из-за индуктивности спирали. а вот диапазон 5-10 кгц- приемлем. Только подключение будет геморройное- 6-проводное. Два силовых, два возбуждающих и два измерительных. Развязка измерительных и возбуждающих- через пленочные конденсаторы. В силовой- желательно дросселя. Или еще один канал регистрации на вычет токов утечек ВЧ через силовую часть. А, и синхронный детектор нужен квадратурный- для автоматического учета индкуктивности ТЭНа, чтобы мерять только активную составляющую сопротивления. В общем виде с таким алгоритмом ADUC7020 справиться- делали такую штуку для спец-нагревателя.

[Oldring]

Но вот беда то что ТКС нихрома очень низкий 0,015%/С. При изменении температуры на 5гр сопротивление изменится на 0,075%

Если спираль открытая - хорошо бы не забыть про еще про её старение/обгорание.
Если герметично упакованная - то наверное все должно быть немного лучше. Может кто Вам подскажет насколько стабилен подобный ТЭН.

[sera_os]

Раз мерять, значит и регулировать? Раз регулировать, значит отключать. При отключении классическая мостовая схема позволит просто и точно померять сопротвление нагревателя. Да и без регулировки отлючить на 50ms для измерения не страшно.

Совершенно верно, регулировать нужно, но это просто, а вот как раз обратная связь должна быть по температуре нити.

Омическое сопротивление ТЭНа - около 20 Ом. Изменению температуры в 5 град. соответствует, по подсчётам sera_os, 0,015 Ом. Как подключать/отключать остальной кусок моста cо схемой измерения предлагаете?

А доступ к контактам подключения ТЭНа имеется?

Доступ имеется к холодному концу переходного участка (медной шины) подачи питания тенам.

Если спираль открытая - хорошо бы не забыть про еще про её старение/обгорание.
Если герметично упакованная - то наверное все должно быть немного лучше. Может кто Вам подскажет насколько стабилен подобный ТЭН.

Спираль bartec, марку точно сказать сейчас немогу похоже из серии EMK, но она защищенная в металической трубке. И по поводу измерения, о такой подход измерения температуры посоветовала вышесказаная фирма нашим заказчикам.
ЗЫ О тене можно кое что почерпнутьиз файла
[attachment=14939:attachment]
Термопару и пирометр поставить конструктивно проблематично, нужно только по измененнию сопротивления (заказчик желает).
А как с измерением на переменном токе? На переменке ведь точнее чем на постоянке померять не получится, или я не прав? А на постоянке думал реализовать как обычно, источник тока и измерять падение напряжения.

[zltigo]

Совершенно верно, регулировать нужно, но это просто, а вот как раз обратная связь должна быть по температуре нити.

Отключили на 20ms. Померяли. Решили через какое время и на какое время включить. Инерционность нагревателя заметная часто отключать/измерять не придется.

[НЕХ]

Нагретый резистор шумит пропорционально корню абсолютной температуры.
Слабо померить тепловой шум !