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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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?

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.

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

Идея мне конечно нравится ) Но с покупкой платиновой проволоки похоже есть большие проблемы...

Проблема была только в интерполяционных формулах которые я использовал. По какому-то там ГОСТу. При переходе из одного диапазона в другой (вроде бы где-то ниже нуля цельсия) там ступенька в 0.35 градуса образовывалась. То есть сам датчик как бы достаточно точный, а вот с формулами какая-то ж.па.

Не хотел ввязываться в полемику, не удержался. Ну при чем тут разрешающая способность в 0,01. Вы сначала попробуйте задать хотя бы две температурных опорных точки с такой погрешностью, представьте себе все трудности при этом.

Это всего-лишь вопрос калибровки. не путайте его с работоспособностью схемы. Про калибровку я технично умалчиваю.

Так вопрошающий-то желает измерять температуру с точностью 0,01 С. А ежели средство измерения не может обеспечить требуемой точности, зачем и отображать эти знаки?

Вопрошающий просто не понимает чего захотел. Ему вроде уже объяснили, что на точность выше 0,1 не стоит расчитывать, но иметь при этом разрешение 0,01 никто не запрещал и более того это производит "неизгладимые" впечатления на окружающих

Забыл ещё сказать. Разрешение 0,01 было в диапазоне -273..+700 цельсия

На самом деле это на эквивалентном сопротивлении датчика. Про долговременную стабильность датчиков на подобных температурах не обязательно указывать.

И ещё, разрешение 0,01 было без каких-либо алгоритмов фильтрации. Просто за одно измерение. А вот если ещё и программный фильтр забацать, то наверняка и до 0,001 можно дойти.

Да, согласен, абсолютная точность 0.1 вполне устроит (но с калибровкой по трем точкам уверен можно и лучше, понятно что по двум точкам платиновый терморезистор будет врать местами до 0.2-0.4C), при разрешающей способности 0.01 для неизгладимого впечатления (а может и 0.001 тогда сразу делать :-D).

Калибровка - по кипящей/замерзающей дистиллированной воде с поправкой на атмосферное давление в точке измерения.
Третья точка - возможно замерзающий глицерин (18С), для коррекции нелинейности по всему диапазону.
Коррекция нелинейности - цифровая внутри МК.

Если Вам нужна просто "плавность хода" а не гарантированная точность,
ИМХО проще всего поступить так:
возьмите любой цифровой датчик температуры, к примеру AD7514,
шаг 0,25гр, точность 0,5гр. и примерно раз в секунду обновление

ну а дальше просто экспоненциальный фильтр его показаний
ну к примеру

T(i+1) = Ti * 59 / 60 + T * 1 / 60
типа с постоянной времени минута

ну или если хотца быстрее то и датчик более быстрый
ВСЕ, шаг будет как надо...

таким не измерить тепло руки с 20 см. дело ведь не только в плавности хода, но и в чувствительности

Практично и похоже на правду, но в моём случае не подойдет:
Я то хочу экстраполировать данные с датчика, чтобы получить быструю реакцию на температуру, а в данном случае данные и так "грязные".

Измерить - точно нельзя,
увидеть что изменение есть(при достаточном градиенте температур) точно можно.
я же ж сразу же сказал что точности не будет, будет тока приемлемый шаг за приемлемое время...

Перевожу:
Увидеть точно можно только градиент 0.25 град, а "увидеть" тепло руки с расстояния 20 см точно НЕЛЬЗЯ, т.к. градиент будет меньше.

"грязные" данные это как раз Ваше ВСЕ
именно фильтрация "грязных" данных с датчика и позволяет получить
разрешение почти любым в разумных пределах конечно
а вот если Вы еще сможете "угадать" постоянную времени Вашего датчика,
и фильтровать именно с такой постоянной времени, тогда Вы будете получать
значения очень близкие к реальным...



без руки:
100 показаний 20гр
100 показаний 20,25гр
ну в перемешку конечно

с рукой:
55 показаний 20гр
110 показаний 20,25гр
35 показаний 20,5гр

Вы правда не видите за что здесь можно зацепиться ?

Незачто тут "цепляться". Приличные цифровые датчики не шумят. Вмешать шум в процесс оцифровки не получится. Шуметь реальной температурой тоже не вариант.

ну ни знаю, приведенные циферки(от балды конечно написал) очень похожи на то что я получал на
вышеприведенном датчике, и шаг 0,01 как раз получаем легко
абсолютная точность при этом конечно все равно +-0,5

то есть шумит он реально +-0,25 что и позволяет дальше фильтровать как надо...

Видимо это "неприличный" датчик
Я юзал ds18b20 и он вполне себе стабильно показывает стабилизировавшуюся температуру с разрешением 1/16 град. Хотя какая там внутренняя логика - хз.

По-моему Вы никогда прецизионной термометрией даже близко не занимались, раз считаете, что это так просто.

Быструю реакцию на температуру воздуха вы получите только на микропроводе. А флуктуации температуры на уровне ваших сотых Вы как собрались эстраполировать? Идея с повышением быстродействия термометра путем некой экстраполяции неверна в принципе.
Если Вы хотите потратив достаточно много времени и денег и в конце концов убедиться в бессмысленности затеи - флаг Вам в руки.

Естественно, я никогда не занимался прецизионной термометрией. Расскажите, почему я не могу использовать это для эталона, какие могут быть проблемы, и как их можно обойти?

Флуктуации температуры на уровне сотых экстраполировать не выйдет, а вот если температура воздуха вдруг стала на 5 градусов выше, я смогу увидеть сам процесс нагрева датчика, и приблизительно получить оценку конечной температуры, которая будет с каждым измерением все точнее.

Нашел таки таблицу коррекции для платиновых датчиков, по 3-м точкам калибровать не придется, остаются только 0 и 100С.
Писал это, и вспомнил что забыл глицерин в морозильнике для теста. Тут полный провал - оказалось чистый глицерин и при -10 плохо замерзает из-за вязкости... :-)

Микропровод - это хорошо, но непонятно где брать, и как я уже писал выше - с платиновым проводом вообще все грустно похоже.

А вентилятор на каких-нибуть 120-240 RPM не поможет ли ускорению результатов измерений (при околонулевом уровне шума)?

Так а зачем же нас партия учила, что при нагревании газы расширяются?
Самое смешное, что при сжатии - тоже нагреваются.
Посему, возможно, вентилятор принесет со сжатым газом оте самые несколько сотых градуса. И наверняка, тепло от своего двигателя. У него же все, что потребляет, уходит в тепло и уносится газом. Не боитесь?
Похоже, Вы задумали бессмысленный прибор. И по назначению и по реализации.

Калибровка с такой точностью - это отдельная наука. Как замерзание, так и кипение - это фазовые переходы первого рода и никто Вам не гарантирует, что они начнуться именно с заданной температуры. Прогуглите "переохлажденная жидкость" и поймете, с чем Вы собираетесь так легко справиться.

Если вы заранее знаете, что температура увеличилась именно скачком, - то конечно. А откуда такие знания? А может у вас идет нагрев по экспоненте?

Ну в этом случае Вы вообще непонятно, что будете измерять. Среднюю температуру в неком объеме комнаты?
Поймите, наконец, то, что Вы затеяли - абсурд полный.

Что-то похожее делали при измерение расхода:
При скачке скорости потока выше определенную дельту -- изменяли алгоритм осреднения.
При стабилизации-- возвращались экспоненциально к медленной обработке.
При переходе-- завирало конечно. Но в целом скорость перестройки была очень даже приемлемая.. Не нужно было ждать минутами выхода на режим стабилизации показаний

Может быть, но задача приложить максимум усилий к измерению комнатной температуры остается.
Планируется использовать это:

Многоканальные АЦП 16/24 бит AD7714/AD7708BRZ с ИОН AD780 (понятно что на 24 бит результата рассчитывать не приходится)
Датчики температуры - Honeywell 700-102AAC-B00, провода короткие и толстые, так что подключение простейшее, 2-х проводное.
АЦП, ИОН, стабилизатор питания, кварц - в термостате на 35C
Цифровая коррекция нелинейности через уравнение Каллендара-Ван Дьюзена
Калибруем по 2-м точкам как получится со вполне ожидаемой погрешностью, будет возможность найти место с более точными эталонами - можно будет сделать лучше.

Я так полагаю, не выходя далеко выше 50$ получить лучше не получится (точность +-0.5C при домашней калибровке, дискретность/линейность 0.01C)?

Может есть какие-то хитрости получить в домашних условиях эталоны температуры по-точнее?
Про переохлажденную воду понятно, измерять нужно я полагаю когда 75% уже замерзло - там точно переохлажденной воды быть не должно...

шоу начинается
обязательно доложите о результатах.

С точки зрения термометрии и теплофизики - "комнатная температура" с точность 0.01 С - это нонсенс

Все "это" теоретически можно заменить шестимерной наногравицапой.
Но все равно ни комнатный термометр, ни даже кривая табуретка не получится.
Вы не за свое ремесло беретесь. Приборы создают инженеры, а не эмбеддеры.
Займитесь пузырьковой сортировкой или векторными прерываниями. Термометр в хозтоварах купите.
Просто жаль, если Вы потратите много времени и средств на совершенно бесполезную затею. Бессмысленную по постановке задачи и абсурдную по планируемым методам решения.

Люди развлекаются по разному, кто-то бухает по подворотням, кто-то футбол смотрит - все это тоже достаточно бесполезные дела :-)
А я вот термометр комнатный делаю во время отдыха от работы, и времени на него жалко не будет в любом случае. Да и отрицательный результат - тоже результат.

Насчет бессмысленности - вот висят у меня на стене часы с термометром CASIO, последние пол часа показывают 26.2, в том время как вечереет, и температура должна опускаться...
Я хочу видеть, как она это делает, и потратить на то чтобы это видеть 50$ и пару десятков часов времени - не жалко и интересно :-) А раз так, значит смысл делать такое устройство есть.

Понятно, что абсолютно никакого коммерческого смысла в этом нет, и на производстве такие вопросы решаются по другому и другими средствами.

Поэтому, если вы видите что я делаю что-то неправильно, что можно где-то что-то улучшить оставаясь в рамках бюджета 50-100$ на 3-4 датчика - буду раз услышать.

А пузырьковой сортировки и векторных прерываний мне и на работе хватает, там за это еще и деньги платят :-)

Я получаю стабильное разрешение 0.01 градуса (не точность!) с помощью NTC от BetaTherm, АЦП 16 разрядов, и кусочно-линейной аппроксимации.
Я думаю, что можно в полтинник 4 датчика уложить при массовом производстве.

Ну, тут никакого массового производства нет.
В данный момент - АЦП 20-30$, ИОН 6$, и датчики по 2.5$
Термостат из подручных материалов, 0$ :-)

Вот это уже вменяемые требования. А применив метод измерения с опорным напряжением, снимаемым с последовательно включенного в цепь ТС прецизионного резистора, можно избавиться и от ИОН, и от термостатирования.

$5...10 за проц с 10..12-битным АЦП
$(5...15)x4 = $20...60 за 4 точных термистора (ИОН не нужен, опорой является белее-менее точный резистор, измерение ratiometric), см. http://www.ussensor.com/prod_inter_ultra.htm, http://www.ussensor.com/prod_inter_std.htm, http://www.omega.com/ppt/pptsc.asp?ref=440...HERMIS_ELEMENTS и т.п.
$10...20 за дисплей, БП, корпус и пр. обрамление

10-12 бит АЦП тут никак не хватает, нужно минимум 13 точных бит, а лучше 14.

дисплей, корпус, БП - не считаем, они по любому будут, т.к. устройство не только температуру показывает. 50$ это только на измерение температуры.
Термостатирование также в любом случае будет.

Насчет этих сенсоров - они продают "заменяемость", чтобы можно было ставить без калибровки.
У меня-то это не требуется, т.к. калибровка будет по любому, и потому не понятно, чем эти за 15$ лучше самых простых Honeywell-овских платиновых за 2.5$ (у них тоже есть в 5 раз дороже с меньшими начальными допусками)

Выкинуть ИОН конечно приятно :-)
Т.к. линейные стабилизаторы получаются бесплатно (из разбираемых материнок), есть идея вне термостата делать "грубые"(+-0.5%) 3.5 и 6 вольт, а внутри термостата - намного более точные 2.5 и 5В (опорное напряжение и питание АЦП).
Т.к. температура,входное напряжение и нагрузка достаточно стабильны, обычный линейный стабилизатор должен хорошо себя показать, да и делитель напряжения для него также не будет плавать... Останется лишь вопрос с шумами стабилизатора, и непонятно смогут ли даже 10'000мкф электролита и 100мкф керамики их задавить чтобы не мешать 20-му биту АЦП...

Главное чтобы эти 50-100мВт от стабилизаторов не разогрели внутри термостата все больше чем нужно, охлаждать так просто как подогревать не получится...

Мда, а это еще вопрос как питать АЦП и ко...
У линейных стабилизаторов-то шум 30-100мКв, не все пролезет в результаты измерений, но все равно надо бы в 100 раз лучше :-(

Никакая мостовая схема не спасет по идее от высокочастотного шума питания/опоры непосредственно в середине измерения...

Вполне реально получить разрешение и тысячные градуса. Но вот точность на воздухе в одну десятку - это вообще говоря не проблематично. Но как ранее говорилось на воздухе слишком моного разных потоков и который из них мерется в настоящий момент это ??????

Делал термометр и в термокамере (воздухе) получал разрешение 0,003-0,004. Точность +-0,02 - +- 0,03. Хотя можно и сотку заявить, а там на физ. процессы сослаться.

Схема простая: платиновый датчик + AD7799 + PIC + LCD.

http://checklab.ru/index.php?option=com_co...e&Itemid=49

Там выложена программа + файл с примером измерения. Поставите галочку "Calibrated" будет в градусах. И кстати там есть участок, вторая половина, где непрерывно, в течении пары дней, измерялась температура в камере без стабилизации. По сути суточные колебания температуры в комнате.

А питание/ИОН как делали?

Почему не хватает? Хватает с лихвой. Если вам не во всем диапазоне нужно иметь одинаковое разрешение, то термисторы - самое то, что надо. Ставите эталонное равное сопротивлению термистора при заданной температуре и имеете в этом месте максимальное разрешение и точность. Кроме того, никто не мешает вам подмешать в сигнал шумов и усреднять (кстати, "шумы стабилизатора" и пр. в этом будут только подспорьем). Ну, а уж если еще и фильтр Калмана воплотите даже в наипростейшем варианте, то вытянуть 16+ разрядное разрешение из 10-битного АЦП никаких трудов не составит.

Пришло все железо, надо начинать делать отладочную плату, все в SOIC....
Жеееесть, эти платиновые терморезисторы оказались такие крошки... А если брать по весу - намнооооого дороже золота :-)