Точное и быстрое измерение температуры Опции

[BarsMonster]

Продолжу задавать сложные вопросы :-)
Всегда хотел часы у который градусы измеряются точно и быстро - на стене висят CASIO - 1 знак после запятой и лаг в 30 минут :-)

Хочу измерить температуру - _2 точных_ знака после запятой, диапазон -40 +60.
Нужны быстрая реакция на изменение температуры (радиатор из фольги на термодатчике, датчик не касается корпуса и висит на тоооненьких проводочках - это по идее должно помочь...), может получится сделать программную экстраполяцию изменения температуры - тут точность базовых данных особенно нужна.

Пока все что я видел - дает 0-1 знак после запятой. Подскажите, как получить 2. Цифровые датчики/аналоговые с АЦП.
Работать будет все с AtMega-ой.

[Пушкарев Михаил]

Какой Вы вкладываете смысл в знаки после запятой? Точность измерения температуры и разрешающая способность АЦП - это не взаимосвязанные параметры. А быстродействие датчика температуры определяется его теплоемкостью, в первом приближении, чем меньше датчик (и чем меньше на нем радиаторов), тем лучше.

Сообщение отредактировал rezident - Jun 3 2010, 12:31

Причина редактирования: Ненужное цитирование.

[vvs157]

Хочу измерить температуру - _2 точных_ знака после запятой, диапазон -40 +60.
Нужны быстрая реакция на изменение температуры (радиатор из фольги на термодатчике, датчик не касается корпуса и висит на тоооненьких проводочках - это по идее должно помочь...)

А температуру чего Вы собрались измерять быстро и с точностью в сотую? Если температуру вашего датчика - то проблемы нет (и то, если не принимать во внимание старение датчика), если же температуру воздуха, то задайтесь для себя вопросами, а) какие тепловые градиенты есть в помещении и как они меняются со временем, б) какое время установления теплового равновесия между воздухом и вашим измерителем с точностью лучшей, чем сотая. Далее. Вам, что, абсолютная точность в сотую потребовалась? Ну тогда у Вас вряд ли хватит денег на калибровку вашего датчика в заявленном диапазоне температур.
Сотые вашего датчика будут правильно указывать на направление дрейфа айсбергов в Антарктиде, а не температуру в комнате.

[ledum]

Всегда хотел часы у который градусы измеряются точно и быстро - на стене висят CASIO - 1 знак после запятой и лаг в 30 минут :-)
Хочу измерить температуру - _2 точных_ знака после запятой, диапазон -40 +60.

Маленький хинт опустите часы с термометром на метр-полтора. И подумайте сколько знаков после запятой Вам надо для бытового комнатного термометра. У меня на кухне до 3-х градусов разница доходит. Это если что-то серьезное не готовить.

Сообщение отредактировал ledum - Jun 3 2010, 10:26

[Microwatt]

Маленький хинт опустите часы с термометром на метр-полтора. И подумайте сколько знаков после запятой Вам надо для бытового комнатного термометра. У меня на кухне до 3-х градусов разница доходит. Это если что-то серьезное не готовить.

да, де-то так.
Стартер из эмбеддеров что ли?
Измерить быстро и точно - взаимоисключающие требования.
Да и вообще точность выше градуса требует серьезных обоснований.

[=AK=]

Хочу измерить температуру - _2 точных_ знака после запятой, диапазон -40 +60.

Смотрите в сторону точных термисторов и платиновых термометров сопротивления.

Хорошие термисторы обеспечивают точность порядка 0.1...0.2 градуса и очень маленькую тепловую инерционность, секунды. Разрешение от них, соответственно, нетрудно получить в сотые градуса. Помню, как я сам удивился, когда увидел, что мое устройство уверенно обнаруживает повышение температуры, вызванное моей рукой, поднесенной на расстояние 20 см от датчика.

Более высокую точность обеспечивают термометры сопротивления.

[jorikdima]

А как измеряют температуру тела человека недорогие китайские термометры? Там точность тоже не хуже 0.1 градуса. Мне вот интересно что за датчики там, а то то что я видел у производителей типа Maxim, TI и пр. дай Бог 0.5 градусов будет.

[Пушкарев Михаил]

А как измеряют температуру тела человека недорогие китайские термометры? Там точность тоже не хуже 0.1 градуса. Мне вот интересно что за датчики там, а то то что я видел у производителей типа Maxim, TI и пр. дай Бог 0.5 градусов будет.

В японских медицинских термометрах японские же термисторы.

[rezident]

Хе-хе, топикстертеру видимо хочется удивить своих гостей, продемонстрировав, как висящий на стене термометр реагирует на дефилирующих мимо возбужденных и разгоряченных женщин
BarsMonster, "быстро" вы можете измерить только температуру самого датчика, а не окружающего воздуха. Если вы забыли школьный курс физики, то напомню, что температура это величина, характеризующая среднюю кинетическую энергию частиц, находящихся в термодинамическом равновесии. Частицы вещества (воздуха в вашем случае) в отличие от электромагнитных волн не перемещаются со субсветовыми скоростями. Поэтому теплопередача это процесс весьма инертный. Так что, ваше желание "измерить быстро" это чистая блажь дилетанта. И погрешность ±0,01 градуса из той же оперы.

[Lexdaw]

Я думал у народа хватит силы воли не реагировать на этот бред.Отправили бы просто парня почитать форум.Каждый чих капризного ребенка утирать - ну не няньки же.

[BarsMonster]

Поэтому теплопередача это процесс весьма инертный. Так что, ваше желание "измерить быстро" это чистая блажь дилетанта. И погрешность ±0,01 градуса из той же оперы.

Про инертность я прекрасно помню, я уже лет 10 наблюдаю термометр откликающийся на открытие форточки за 30 минут.

С интертностью можно бороться: если датчик 0.1грамма, то мы можем приклеить к нему радиатор-кусочек фольги еще на 0.01 грамма - площадь теплообмена увеличиться в 100 раз как его скорость. В крайнем случае - вентилятор, который обдувает датчик.

Далее - глядя на процесс измерения в динамике, мы можем экстраполировать его и получить конечную температуру. именно тут и нужны точные данные с датчика.

Насчет высоты подвешивания - также полностью согласен, и датчиков в квартире планируется 2 - на уровне пола и на обычной высоте в 1.5-1.7 метра.

[Tanya]

С интертностью можно бороться: если датчик 0.1грамма, то мы можем приклеить к нему радиатор-кусочек фольги еще на 0.01 грамма - площадь теплообмена увеличиться в 100 раз как его скорость. В крайнем случае - вентилятор, который обдувает датчик.

Берете кусочек тонкой никелевой или платиновой проволоки (20 микрон будет самое то), мост из хороших резисторов и микросекундные результаты Вам обеспечены. При размахе в 20 градусов 14-разрядный АЦП даст Вам то, что Вы хотите.
Флаг сами купите?

[rx3apf]

В японских медицинских термометрах японские же термисторы.

Помню, есть какие-то довольно ширпотребные термисторы с нормированной для медицинских термометров точностью и стабильностью (в узком диапазоне). Если посмотреть на даташит чипа термометра от Holtek, там что-то про это есть, припоминаю...

[BarsMonster]

Помню, есть какие-то довольно ширпотребные термисторы с нормированной для медицинских термометров точностью и стабильностью (в узком диапазоне). Если посмотреть на даташит чипа термометра от Holtek, там что-то про это есть, припоминаю...

Посмотрел, у holtek 2 датчика, с разрешением 0.1 и 0.01C(точность все равно 0.1), и заточены они чисто на подключение к экрану, а не МК...
Диапазон жестко ограничен, выводят low/hi если температура нечеловеческая.

Похоже с цифровыми датчиками ничего не светит.
Из аналоговых - полупроводниковые нелинейные, замучатся можно калибровать, да и все говорят о их нестабильности.
Термопары - пишут точность выше 1 градуса труднодостежима.
Остаются платиновые, Honeywell-овские лежат от 2.5$ (вроде 700-102AAC-B00), их микроскопическая масса вроде позволяет мерять быстро.

Остается только точно измерить, 100/0.01 = 10'000 отсчетов = 14 бит АЦП нужно минимум.

Насчет стабильности/точности - возникла идея забрать АЦП с питанием в термостабилизированный блок (раньше я собирался там только кварц иметь), по идее в таких условиях получить 14 точных бит вполне реально?

Остается только проблемы с подключением датчиков (к ближайшему 10см провода, к дальнему - 1.5 метра): наводки, сопротивление проводов. От наводок - витая пара поможет, или нужно экранирование? Если датчик на 1000Ом, то сопротивление проводов должно быть не более 0.1Ом, что вроде вполне реально.

Сообщение отредактировал BarsMonster - Jun 3 2010, 18:03

[GetSmart]

делал как-то схемку измерения сопротивления/температуры. На платиновом термосопротивлении. Мерила с разрешением не хуже 0.01 (уровень шумов раза в 2 меньше). От длины кабеля ничего не зависило. От температуры схемы практически тоже. Нагревал феном до 100 град и никаких серьёзных отклонений выше 0.01 не заметил. но схему не скажу. секрет