Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Термодатчик для 12-битного ацп
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Микроконтроллеры (MCs) > AVR
Чип-Хрум
Проблемма немогу опредилиться с термодатчиком , к примеру есть lm335 но нужно его
рабочую температуру от -40 до 100 градусов перенести на вход ацп от 0 до 5 вольт.
Кто сталкивался подскажите , а-то одному не справиться.
Dog Pawlowa
Цитата(Чип-Хрум @ Apr 12 2007, 14:07) *
Проблемма немогу опредилиться с термодатчиком , к примеру есть lm335 но нужно его
рабочую температуру от -40 до 100 градусов перенести на вход ацп от 0 до 5 вольт.
Кто сталкивался подскажите , а-то одному не справиться.


Разбейте задачу на две
1) выбор датчика(несколько вариантов) с небольшим запасом по точности
2) измерение сигнала с датчика.
Все сразу станет ясно.
add
Может не по теме (Не совсем понятна задача), но может можно ее решить к примеру используя уже готовые датчики с встроенным ацп , к примеру DS18B20 вот цитата:
Цитата
The core functionality of the DS18B20 is its direct-to-digital temperature sensor. The resolution of the
temperature sensor is user-configurable to 9, 10, 11, or 12 bits, corresponding to increments of 0.5°C,
0.25°C, 0.125°C, and 0.0625°C, respectively. The default resolution at power-up is 12 bit.
Dog Pawlowa
Цитата(add @ Apr 12 2007, 16:12) *
Может не по теме (Не совсем понятна задача), но может можно ее решить к примеру используя уже готовые датчики с встроенным ацп , к примеру DS18B20 вот цитата:

Ващет DS18B20 имеет точность хуже 0,5 град, а автору писал про 0,1 град.
Видимо, Вы путаете точность и разрешение.
add
Цитата
Ващет DS18B20 имеет точность хуже 0,5 град, а автору писал про 0,1 град.
Видимо, Вы путаете точность и разрешение.

у lm335 точность 1 градус, о чем тут спорить?
xemul
Такая точность при использовании полупроводниковых датчиков может быть достигнута только при их индивидуальной калибровке. Проблемы:
1) чтобы датчики были сменными (если оно нужно), данные калибровки должны "жить" вместе с датчиком;
2) долговременная стабильность п/п датчиков не всегда нормируется.
имхо, для такой точности платиновые терморезисторы будут удобнее.
Ну и использование любых датчиков не отменяет требований к точности остальной части измереметра (вариант - готовый АЦП от АД, заточенный под работу с ПТР; тогда контроллеру останется только линеаризация характеристики ПТР).
Dog Pawlowa
Цитата(add @ Apr 12 2007, 17:00) *
у lm335 точность 1 градус, о чем тут спорить?

В названии темы 0,1 град.
Tanya
Цитата(Чип-Хрум @ Apr 12 2007, 15:07) *
Проблемма немогу опредилиться с термодатчиком , к примеру есть lm335 но нужно его
рабочую температуру от -40 до 100 градусов перенести на вход ацп от 0 до 5 вольт.
Кто сталкивался подскажите , а-то одному не справиться.

Кроме выбора датчика есть более серьезная проблема для такой точности - калибровка.
У Вас должен быть эталонный термометр(ы) и соответствующая система термостатов в диапазоне от -40 до 100 С.
ozzy
Берите стандартную термопару типа J или K подключите через презиционный усилитель и оцифровуйте на здоровье. Стоимость термопары 20-25 $, усилитель не помню, но провод от термопары к усилителю нужен термокомпенсационный ! (достается там же где и термопара).
Tanya
Цитата(ozzy @ Apr 12 2007, 19:36) *
Берите стандартную термопару типа J или K подключите через презиционный усилитель и оцифровуйте на здоровье. Стоимость термопары 20-25 $, усилитель не помню, но провод от термопары к усилителю нужен термокомпенсационный ! (достается там же где и термопара).

Про цену термопар - могут на порядки отличаться (как упакованы). Но по моим наблюдениям даже супер-пупер английская (старая и предварительно состаренная) термопара уходит за несколько лет БОЛЕЕ, чем на 0.1 С. А компенсационные провода - о них лучше не надо...
slog
Скорее всего опять товарищ перепутал точность и разрешение. От -40 до 100 градусов 12 бит АЦП ну никак не хватит. Хотя есть один вариант. Вход АЦП использовать как обычный I/O а на вход подать сигнал от TMP04. 0,1 гардуса разрешение легко получается, и даже больше.
Dog Pawlowa
Цитата(slog @ Apr 12 2007, 20:26) *
Скорее всего опять товарищ перепутал точность и разрешение. От -40 до 100 градусов 12 бит АЦП ну никак не хватит. Хотя есть один вариант. Вход АЦП использовать как обычный I/O а на вход подать сигнал от TMP04. 0,1 гардуса разрешение легко получается, и даже больше.

Ну, не так все печально. Существуют достаточно точные NTC, и крутизна изменения сопротивления у них достаточно велика. Но все это требует перепроверки.
Чип-Хрум
Я весь datasheet на tmp04 пролистал но не понял что у него на выходе .
Графика зависимости выходного напряжения от температуры тоже не нашел.
Что это такое и с чем его едят , и как его подцепить к adc , чтобы получить 0.1?
slog
У TMP04 на выходе цифровой сигнал, ШИМ. АЦП не нужен вообще. Меряем длительности 0 и 1 а дальше в даташите простенькая формула. Разрешение 0,1 легко.
proba
ussensor выпускает NTC с гарантированнои точности 0,1C и PT с 0,15C.
http://www.ussensor.com/
http://www.ussensor.com/US_SENSOR_CATALOG.pdf
Чип-Хрум
'slog' писал
От -40 до 100 градусов 12 бит АЦП ну никак не хватит.
Хотелось бы узнать почему , чисто арифметически
это 140 градусов цельсия деленные на 4096 значений ,
получается приблезительно 0.04 а вы утверждаете что
0.1 не получается .
Народ требует обьяснений !!!
maniac.gif
Kovrov
Заранее извиняюсь за некоторой оффтопик..
но вот что вспомнилось...
В новых кристаллах типа тини 25-45-85 иммется температурный сенсор...
кто нибудь юзал сие чудо?
что можете сказать?
может имеет смысл использовать, как альтернативу всеми любимым Ds1820?

да ещё вспомнилось...
а почему ацп?
может иммет смысл обратить свой взор на термочувствительный кварцевый резонатор
например РКТ206?
точности более чем достаточно...
bullit
ИМХО: в данном диапазоне температур использовать платиновый дорого и не рационально. Медный датчик за глаза. Используем медные (вроде ТМ-92ХХ или 94ХХ). За 3 года эксплуатации, говорят, почти не уходят (калибровочные характеристики), быстрее изнашивается вся конструкция датчика. Стоимость конечно не сильно отличается от платиновой, но при объеме можно прочуствовать. Медный около 500, платина 600-800 - цифры не точные. Делает Сенсорика г. Екатеринбург.
slog
Вспоминал, почему написал никак не хватит, может ошибся. На самом деле может и хватить, в притык, если предварительно -40..+100 с датчика смасштабировать предварительными усилителями к полному входному диапазону АЦП. Что не очень просто и потребует значительного кол-ва деталей. Я бы не стал так делать без особой необходимости. Использовать для -40 .. +100 платиновые, или какие-то другие сложные и дорогие датчики нет особого смысла, лишние сложности.
xemul
Цитата(slog @ May 5 2007, 09:44) *
Вспоминал, почему написал никак не хватит, может ошибся. На самом деле может и хватить, в притык, если предварительно -40..+100 с датчика смасштабировать предварительными усилителями к полному входному диапазону АЦП. Что не очень просто и потребует значительного кол-ва деталей. Я бы не стал так делать без особой необходимости. Использовать для -40 .. +100 платиновые, или какие-то другие сложные и дорогие датчики нет особого смысла, лишние сложности.

С 12-разрядным АЦП при масштабировании сигнала идеального датчика (беспогрешногоsmile.gif, с линейной зависимостью от температуры) в полный диапазон АЦП запас по разрядной сетке получается 1.5 двоичных разряда. Учитывая характеристики АЦП в АВР, могу утверждать, что получить точность 0.1 С в диапазоне -40..+100 С на такой элементной базе невозможно.
Но и это пол-беды. Как уже заметила Tanya, получить прибор, которому можно присвоить определенные метрологические характеристики (н-р, точность измерений в диапазоне), можно только с помощью измерительного комплекса более высокого класса точности, который позволит измерить/подтвердить эти характеристики. Не думаю, что в распоряжении/доступности автора треда имеется необходимое оборудование, и предполагаю, что требования по точности были взяты с потолка без какого-либо предварительного ознакомления с вопросом.
2 Чип-Хрум: точность и разрешающая способность - немного разные вещи. А если Вам действительно необходим термометр с точностью 0.1 С, придется таки с вопросом знакомиться поближе. Как минимум - научиться рассчитывать бюджет погрешностей измерительного средства.
2 slog: приходится использовать датчики, способные обеспечить требуемые метрологические характеристики. Для точности 0.1 С платиновые RTD и специализированный АЦП от AD - самое то, чтобы голова не болела.
Stefan
Цитата(slog @ May 5 2007, 08:44) *
Вспоминал, почему написал никак не хватит, может ошибся. На самом деле может и хватить, в притык, если предварительно -40..+100 с датчика смасштабировать предварительными усилителями к полному входному диапазону АЦП. Что не очень просто и потребует значительного кол-ва деталей. Я бы не стал так делать без особой необходимости. Использовать для -40 .. +100 платиновые, или какие-то другие сложные и дорогие датчики нет особого смысла, лишние сложности.

_Точность_ 0.1С - это очень серьезная задача. Думаю, автор этой ветки говорил о разрешающей способности. Для достижения реальной точности 0.1С датчики нужны непростые. Здесь влияет и временнАя нестабильность и конструкция выводов и т.д. Вот на http://rapid.cn.ua/datchik/l_temp.htm можно взглянуть на конструкции датчиков для подобных задач. Дешево не получится.
Чип-Хрум
Мне думмалось что точность и разрешающая способность это одно выходящее из другого
Кстати что вы думаете о TMP-04 подходит ли он для этой задачи БЕЗ использования ацп?
Просто зла не хватает на промышленные термо регуляторы тратиться не по корману
намного легче (по моему) сделать что-то свое в пол цены и чтобы получше был,
по навороченей (о,как).
xemul
Цитата(Чип-Хрум @ May 6 2007, 13:52) *
Мне думмалось что точность и разрешающая способность это одно выходящее из другого

Представьте, что с АЦП получаем 12-битные отсчеты, пропускаем их через ФНЧ со срезом на 2 Гц, выводим все 12 бит на индикатор и видим, что LSB лениво, максимум 2 раза в секунду делает туда-сюда - типа, не колбасит, а плавно изменяется. Мы получили результат с 12-битным разрешением или точностью?
Цитата
Кстати что вы думаете о TMP-04 подходит ли он для этой задачи БЕЗ использования ацп?

Для решения задачи без использования АЦП - легко. Для решения задачи с такими требованиями по точности - судите сами (даже не стал качать даташит, все есть на первой странице описания):
Код
Temp Res(°C/LSB)    0.3°C/LSB                 - это разрешение
±1.5°C Accuracy (typ) from –25°C to +100°C    - это точность

Цитата
Просто зла не хватает на промышленные термо регуляторы тратиться не по корману
намного легче (по моему) сделать что-то свое в пол цены и чтобы получше был,
по навороченей (о,как).

Т.е. Вам нужен не просто измереметр температуры с точностью измерения 0.1 С, а термостат с точностью поддержания температуры 0.1 С? И в диапазоне -40..+100 С? Мдя... Если сделаете дешевле $30000, сообщите - были желающие.
GetSmart
С платиновыми или другими термопарами я как-то работал. Там такая штука есть. Формулы, описывающие зависимость температуры от сопротивления сами по себе недостаточно точные, особенно на границах перехода одной формулы в другую. Погрешность может (у меня по крайней мере) достигать 0.4 градуса.
GetSmart
Щас испытываю достаточно простую и дешёвую схему с термосопротивлениями (платиновыми и др.) и точностью шумов на уровне 0.01 град. Это без фильтрации. С фильтрацией можно достичь 0.002..0.003 градуса. Температурная нестабильность всей схемы составляет около 7ppm. То есть нагревание схемы феном с 25 град до 100 град вызывает отклонение показаний всего на 0.1 градус. (!)

Стоимость схемки около 30 баксов.

Это разумеется стоимость без платинового датчика
slog
Ну дак поделись схемкой
Dog Pawlowa
Цитата(xemul @ May 6 2007, 14:03) *
Т.е. Вам нужен не просто измереметр температуры с точностью измерения 0.1 С, а термостат с точностью поддержания температуры 0.1 С? И в диапазоне -40..+100 С? Мдя... Если сделаете дешевле $30000, сообщите - были желающие.

Вопрос достаточно многогранен. Очень часто нужен не "абсолютный" термостат, а "относительный". Терминология моя smile.gif Поясняю.
Например, современная проявочная машина, на которой печатают цветные фотографии, это многоканальный "относительный" термостат с точностью 0,1 С. Это значит, что в течение дня температура проявителя поддерживается с пределах этого отклонения. Другое дело, что в действительности поддерживаемая температура может отличаться от реальной еще на пару десяток, но это уже мало кого волнует, так как это постоянное отклонение (из-за старения датчика, например) компенсируется калибровкой каждое утро.
GetSmart
Схема на ADS1216/ADS1218 и вобщем на любом проце можно сделать. В моём варианте к ней подключаются 4 RTD датчика по четырёхпроводке. Её можно упростить до одного RTD датчика, сэкономив баксов 10.

Там ещё 6 простых токовых входов до 25 мА

Вот схемка

Вообще-то это прецизионная схемка для измерения сопротивлений в диапазоне 0..1 ком с офигенной точностью. Хотя в таком виде она может мерить и до десятков килоом с немного меньшей точностью. Процессор должен управлять работой АЦП и мультиплексорами и через заданные настройки и формулы для подключённого датчика расчитывать температуру. Те параметры, которые я привёл были получены при подключении 100 омного платинового датчика. Рабочий диапазон температур без каких-либо изменений настроек составлял -273 град (формулы у меня только до -200) снизу, и +500 град сверху. Соответственно разрешающая способность ограниченная шумами ~ 0.0075 град, была снята с уже собранной и рабочей схемы. То бишь это не теоретический расчёт. Оговорюсь, что это шумовая точность схемы "на столе". При подключении длинного кабеля с датчиком она явно ухудшится.
bullit
to GetSmart:
выложи еще раз пожалуйста, только не бинарный, а ANSI файл. Вот у меня есть P-Cad, а у кого-то может и не быть, значит не сможет на сторонних программах типа Protel посмотреть.
GetSmart
Немного ошибся: не разрешающая способность в 0.0075, а уровень шумов. А разрешающая способность схемы = 0.001 град. (19 бит)
Tanya
Цитата(xemul @ May 6 2007, 15:03) *
Т.е. Вам нужен не просто измереметр температуры с точностью измерения 0.1 С, а термостат с точностью поддержания температуры 0.1 С? И в диапазоне -40..+100 С? Мдя... Если сделаете дешевле $30000, сообщите - были желающие.

А что, xemul, сколько готовы заплатить за термостат со стабильностью (дрейфом) в 10^-5 градуса в неделю? Правда, такая точность относится к температурам выше 30 по Цельсию. В криогенной области похуже...
GetSmart
Температурная нестабильность тоже примерно 0.0015 град/град smile.gif
То бишь нагрев платы на 1 градус вызовет отклонение показаний на 0.0015 град.

Принцип работы схемы такой:
1. Задаётся рабочий ток через RTD датчик и опорный резистор.
2. Измеряется падение напряжения на опорном резисторе.
3. Измеряется падение напряжения на RTD-датчике.
4. Производится расчёт сопротивления (температуры) RTD датчика относительно опорного резистора.

А. На точность измерения абсолютно не влияет точность опоры и точность задающего тока. То есть резистор для задания тока ставится совсем не прецизионный. Даже долговременное (старение) уплавание опоры и тока никак не повлияет на результат. Вся точность измерение основана только на точности опорного резистора. Начальная точность задаётся предворительной юстировкой. То есть на вход схемы подключают заведомо точный резистор и указывают программе сколько ом.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.