Здравствуйте!
Мне нужно сделать устройство, одна с ф-ций которого - измерение температуры от -50 до +350 градусов цельсия с точностью не менее -/+0,1 градуса.
Посоветуйте пожалуйста самую подходящую термопару. Я сам искал и не нашел нужной, поэтому надеюсь найти термопару, у которой точность 0,1 была хотя бы в пределах от -10 до +250 градусов.

Спасибо!

И почему эта фантастическая задача возникает с таким постоянством? Почитайте ответы на подобную тему в форуме, а их уже не мало накопилось.

Пушкарев Михаил, почему то я не нашел ответа на этом форуме на мой вопрос.
Подскажите в каком разделе искать

Уж точно, не в этом. Хромель-копель, хромель - алюмель... И точность измерения температуры "холодных" спаев должна быть соответствующая, и градуировать периодически придется. С этим самые большие проблемы.

В первую очередь я бы не искал термопару, а хорошо подумал: нужно ли измерять с точностью 0.1С?
Может, как часто после этого оказывается, 2С - в самый раз?

К сожаления, меньше 0,1С нельзя(((((.
Если устройство будет ошибаться более чем на 0,1С то меня заказчик скастрирует.
А мож есть еще какие нить варианты чтобы не дороже 50 баксов?

Надеетесь, что измерять с точностью 0.1С будет не так болезненно?
Достаточно сложно так точно измерить в заданном диапазоне. Может, заказчику просто бублики печь, так там и 5С хватит.
Постарайтесь все-таки совместно с заказчиком выяснить этот ключевой вопрос. Измерить так точно Вы вряд ли сможете, а вешать лапшу заказчику, демонстрируя много ничего не значащих цифр на дисплее, некрасиво. Вдруг он что-то в технике понимает?

Не нужно нас заказчиками пугать. Сообщите, лучше, температуру какого объекта нужно измерять.
А что это такое, что должно не более, чем столько - $50, стоить?

Tanya, 50 бакосв это всмысле только сам термодатчик, я даже не знаю что лучше применить, вот эсли бы это был цифровой датчик
Microwatt, заказчику для лаборатории надо и измерять он будет какую то эдкую кислоту а иногда просто температуру морозилки(поэтому и нужно до -50С). Договоряться я уже по разном пробовал, он сказал что минимум 0,1С, лапшу ему вешать не буду.

Я как предыдущий интересовавшийся этой темой:

Точно термопара нужна? Берете платиновый (аль какой еще RTD) датчик, в кварцевую "пипетку", и телемаркет :-) Цена вопроса 5$ и выше, в зависимости от количества понтов.
Я покупал из этого списка: http://content.honeywell.com/sensing/prodi...9018_1_EN_w.pdf
Под ваш диапазон температур подходит.

Но главная проблема будет - калибровка и температурная стабильность вашей аналоговой части. Обе задачи одинаково интересные и сложные для указанной точности.
Вывести 4-5 цифр после запятой, которые будут коррелировать с реальной температурой легко, а обеспечить абсолютное отклонение он настоящей температуры в 0.1С - не просто.

Короче, меж разрешающей способностью и точностью - дистанция огромного размера!

Немного странно, что заказчик для лабораторных измерений, да с весьма приличными требованиями, делает заказ Вам, слабо представляющему предмет человеку. А купить готовый и не мучиться? Или обязательно кастрировать кого-либо задумано?

Если ни Вы, ни Ваш заказчик не понимаете, что для таких задач измерять с такой точностью бессмысленно, что можно Вам еще предложить...
Вспомните, сколько времени нужно держать подмышкой медицинский термометр для достижения такой точности. Сколько времени и еще (не скажу, чего) нужно, для получения в морозилке однородной по объему температуры с такой точностью.

Вас и вашего заказчика интересует именно точность или достаточно разрешающей способности, чтоб просто было видно, куда температура дрейфует? Если именно точность в указанном диапазоне темпрератур - то Вы попали Без опыта в этой области быть Вам без потомства.

Скорее всего заказчик из разряда "псевдо Кулибиных"

Ну зачем Вы человека тираните. Надо измерить -в чем проблема? Неоднородность градусов в объеме (Вы полностью правы) но это проблема заказчика, а не исполнителя. Но для подобных градусов нужен термометр сопротивления , а не термопара. Время измерения - неделя, но никто по времени измерения исполнителя не ограничивал.

Спасибо за то что помогаете.

Измерение температуры - это только одна с ф-ций устройства, и как раз измерение температуры с такой точностью - это то, что не дает мне возможности выолнять проект.
BarsMonster, а Вы случайно не знаете где можно прочитать статейку про способы измерения температуры с такой точностью? Кстате с какой точностью и в каких пределах у Вас получилось узмерять температуру.

В качестве АЦП буду использовать вот это: http://kosmodrom.com.ua/el.php?name=AD7780BRUZ

Может, сначала нужно почитать, что такое температура...
И учтите, что измеряя температуру посредством датчика, мы измеряем именно температуру датчика.

Вам нужно 4096 отсчетов точных. Это 12 разрядов. Погрешность 0.025%. порядок величин чувствуете?
Ну, и зачем такой экзотичный АЦП? Неужели Вы всерьез верите, что что-то можно измерить на нем с точностью в 24 двоичных разряда? Вы 12 разрядов уже прочно освоили? Или, хотя бы 10?
Переформулируйте задачу вместе с заказчиком, либо отправьте его в сад, ищите другого. Зачем же браться за нерешаемые проблемы? Реально сделать в относительно простых условиях 1-2С, от этого и строить прибор нужно.
Для начала можно хотя бы посмотреть аналоги. например,
Термометр лабораторный электронный ЛТ-300
http://10617.ua.all-biz.info/cat.php?oid=74165
Еще ртутные полметровые можно встретить на 0.2-0.5С, но электронные... даже если накупить платиновых термодатчиков, то как-то же калиброваться нужно?
Я допускаю, что какой-то коллектив может сделать экспериментальную установку с такой точностью. Но это не на колене согнуто будет. Для начала подумайте где достать чистый цинк, как определить точно момент его фазового перехода.. Вам же калиброваться на кухне для района 350С нужно будет? И для -50С тоже как-то нужно будет получить эталонные -49.95С.

ТХА, ТМК и ТХКн с классом допуска 1 имеют минимальную погрешность на требуемом Вам диапазоне.
Посмотрите ГОСТ Р 8.585-2001 приложение Б

Обратите внимание на две первых книги в списке литературы http://www.kit-e.ru/articles/measure/2006_1_140.php . От термопары придется отказаться в пользу платинового термометра сопротивления. За 50 баксов никто ее градуировать с погрешностью 0,1 С не возьмется. Если ослабить требования хотя бы до 0,25 С, то с ТСП можно будет обойтись без муторной процедуры калибровки с заданием температуры, а может и найти готовый, выпускающийся серийно, измеритель.

Разумное решение - купить у нас: http://termexlab.ru/products/metrologyequi.../meters/?id=187
и подключить к своему устройству (если нужно) через RS232. Правда, обойдется не в 50, а в 280USD, но дешевле вряд ли получится.

Вам не удастся найти готовый продукт с требуемыми характеристиками хотя бы по одной причине:
долговременную абсолютную точность (не разрешающую способность, а именно абсолютную точность) в 0.1 С в требуемом
диапазоне -50+350 С даже хорошо калиброваная термопара дать не сможет; чтобы этого достигнуть, подсоединенные к регистратору (вольтметру) спаи термопары должны поддерживаться при температуре со стабильностью лучше, нежели чем требуемые 0.1 С. К примеру, только что присоветованный Вам прибор за $280
имеет абсолютную погрешность 0.2 С, a выше +300 С он просто не работает, как видно из спецификаций.
Решение, однако, есть, и очень простое: дифференциальная термопара. Самый дешевый вариант, полностью Вам подходящий по диапазону температур -
медь-константан. Свариваете проводки последовательно: медь-константан-медь, итого 2 спая и два конца. Медные концы подосоединяете к
вольтметру (т.е. к дешевенькому АЦП с достаточно высоким входным сопротивлением, снабженному простейшим измерительным усилитилем
на входе). Один спай бросаете на/в измерямый обьект, второй - в закрытый пенопластовый сосуд с тающим льдом (точнее, с водой, в которой плавает лед).
Недостаток такой системы очевиден - придется периодически подбрасывать лед (в реальной жизни, однако, на 3-4 часа одной заброски хватит,
добавить льда один раз в день - невелика беда); но необходимая точность будет гарантирована.
Кроме того, в реальной жизни термопару рано или поздно порвут/поломают, а заново сварить проводки меди и константана (которые, кстати, стоят
копейки) - минутное дело.

По моему в сосуде где плавает тающий лед. Градиент температур превысит 0.1град/см. Теплопроводность воды и льда довольно
низкая, (да и температура точки плавления от давления зависит). Для получения эталона такой точности нужно очень постаратся.

Не вводите людей в заблуждение. Измерение с высокой точностью температуры холодного спая или поддержание ее с большой точностью и стабильной - это только часть проблемы. Заново сварить проводки можно, а кто Вам градуировать их будет с погрешностью 0,1 С в диапазоне -50...+300? А долговременная стабильность вовсе не связана с температурой холодного спая, а зависит от чистоты материалов, их механических напряжений, отравления продуктами, содержащимися в окружающей атмосфере и т.д.

Как говорил незабвенный Жванецкий, тщательнЕе надо... Рекомендованный термометр имеет имеет абсолютную погрешность 0.05 С в диапазоне от -50 до +200 и 0.2 в диапазоне от +200 до +300, что как раз и видно из спецификаций.

А посоветован он был потому, что в первом же посте автора топика было написано:


Комментировать Вашу идею измерения нет никакого желания, это просто несерьезно.

Вот что написал автор в первом своем вопросе:
"Мне нужно сделать устройство, одна с ф-ций которого - измерение температуры от -50 до +350 градусов цельсия с точностью не менее -/+0,1 градуса."
1) Ваш прибор не дает абсолютной погрешности в 0.1 градуса даже в пределах температур, указанных автором во втором его вопросе -
в вопросе про термопару (а не про устройство, про которое был первый вопрос) - до +250 С, напоминаю.
2) Предложенный мною метод в комментариях не нуждается, поскольку он стандартно применялся и применяется уже более сотни лет в
многочисленных калориметрических системах - поскольку ничего лучше просто нет. Вместо тающей воды может использоваться любое другое вещество с подходящей температурой фазового перехода - индий, галлий, сухой лед (твердый углекислый газ); ячейка с плавящимся (кипящим) вешеством может иметь самую разнообразную конструкцию, но все это не меняет сути дела.


1) Ничто не мешает разместить термопару более-менее вблизи поверхности смеси лед/вода в горизонтальном положении,
чтобы исключить возможные градиенты температуры. Естественно, было бы ошибкой бросать термопару на дно сосуда.
2) изменение атмосферного давления вдвое вызывает изменение температуры тающего льда всего лишь на
7 (семь) тысячных градуса.

Все Вы правильно пишите... Только как Вы себе представляете простую ячейку с индием? И сколько его потребуется?

Вы правы, градуировать термопару, равно как и любой другой датчик, все равно придется. Но это можно сделать даже
в домашних условиях, поместив спай на кусок плавящегося галлия, индия и так далее - любого вещества, плавящегося в интересующем
диапазоне температур. Три опорных точки даже метрологов устраивает в подавляющем большинстве случаев.
Что касается материалов термопары, то найти провод из достаточно чистой меди и константана с известным составом - это вообще не проблема, стоящая
рассмотрения.
"Отравление материалов термопары атмосферой"? Покрыть провода подходящим лаком - тоже не самая сложная проблема.
И есть ли альтернатива? Есть, конечно, "простенький" платиновый термометр сопротивления с коробкой измериловки, но посмотрите на типичную цену:
http://www.coleparmer.com/catalog/product_...322011&pfx=
(имеется ввиду именно платиновый термометр, а не одиночная платино-родиевая термопара и т.п., которые принципиально не способны достишь требуемой абсолютной погрешности).
Наконец, сделав дифференциальную платино-родиевую термопару (т.е., слегка потратившись), тем же дифференциальным методом можно достичь и абсолютной погрешности лучше чем 0.1 Св требуемом диапазоне температур , и термопара практически не будет дрейфовать.


Если применять относительно тонкие провода термопары (диаметром 0.2 мм и менее), то, вследствие значительной теплоты
плавления материала, с одной стороны, и малого теплоотвода по проводам - с другой,
и 1 кубического сантиметра индия хватит. Поместить его можно в любую мелкую стеклянную
химическую посуду малого сечения (а еще лучше - мелкую керамическую плошку из тех, что химики используют), и поставить ее на любую мелкую печку с регулируемой температурой. При медленном подьеме/снижении температуры легко засечь момент, когда показания термопары "встанут".
Это и будет 156,61 С в случае того же индия.
Разумеется, в метрологических организациях (ВНИИФТРИ и далее по ниспадающей) все делается гораздо сложнее и тщательнее. Но а) за это там и деньги
берут соответствующие и б) для большинства реальных задач точность их калибровочных систем избыточна.
Хотя в былые годы из того же ВННИФТРИ за какие-то считаные литры выносили не то что суперградуриованые платиновые термометры,
но и целые калибровочные системы...

Вы-то предлагали вместо измерения температуры холодных спаев, что совсем несложно, поместить их в термостат с плавящимся индием. Вот я и заинтересовалась такой простой конструкцией...

1) моя непонятка, очевидно: индием или чем-то подобным термостатировать будет слишком дорого, к сожалению;
Реально их можно использовать лишь в качестве калибровочных материалов (в отличие от воды/льда).
2) да, измерить температуру холодного спая с приличной точностью несложно. Но проблема в том, что нужна еще и калибровка
"горячего" спая в диапазоне температур как можно ближе к интересующему. Эта проблема происходит из другой:
начальный (после изготовления термпары) разброс показаний термопар изготовленных даже из хорошо стандартизированных материалов
достаточно велик (порядка градуса при температуре 300 С), и отклонение обычно только увеличивается с ростом температуры.
Именно поэтому выше предлагавшийся за $280 доларов прибор, который, скорее всего, сделан на основе платиновой-платиново-родиевой
термопары или какой-то ей подобной (из благородных металлов, не слишком легко поддающихся старению) имеет абсолютную погрешность,
заметно увеличивающуюся с ростом температуры.
Возвращаясь с исходному вопросу: парадокс его состоит в том, что если бы требовалась погрешность в 0.2 градуса, то цена вопроса
была бы те же $280, как уже предлагалось выше (есть китайские аналоги, которые стоят ровно столько же, но работают до 400 С).
Как только требуется точность в 0.1 градуса при 300 С, необходимо заплатить в 20 раз больше за калиброваный платиновый термометр
(с соответствующей электроникой). Альтернатива - вышеизложенный дифференциальный метод.

С точки зрения физики дифферициальный метод практически не отличается от обычного. только вместо трез спаев используется два.
Опять в наличии дрейф термоэдс на спаях. Влияние примесей, загрязнений при сварке, стабильности точности температуры опорной точки.
Я бы сначала смотрел вообще на целесообразностть измерений с такой точностью. Неординарной является уже задача получить градиент температур в 0,1град в объеме более кубического сантиметра.

Это слишком сильно. Про десятую градуса. Можно на несколько порядков лучше.
Внутри - проводмость, снаружи - изоляция. И так несколько раз.

дифференциальный метод имеет очевидное преимущество:
оба провода, подходящиe к измерительному прибору, сделаны из одного и того же материала.
Всевозможные дрейфы на входных контактах прибора будут, соответственно, компенсироваться.
Также, поскольку оба спая в дифференциальной термопаре изготавливаются одновременно и одним и тем же методом,
то и загрязнения/деформации в обоих спаях будут на практике одинаковы.
В случае использования одиночной термопары всего этого нет, со всеми вытекающими последствиями.

В случае одиночной термопары сваривается всего один спай. Холодные концы термопары присоединяются к прибору как прпвило на клемной колодке (температура которой контролируется) механически.

А Вы когда-нибудь ради интереса "мониторили" температуру в тяющем льде в пенопластовом сосуде? И какая у Вас методика приготовления такой двухфазной смеси (вопрос совсем не праздный коли речь идет о <0.1 ^оC )? По моим наблюдениям в указанной конструкции за 3 часа набегает более 0.5 градуса. Если нужно <0.1 то для этого надо брать так называемый нуль-термостат - вещь не очень распространенная и отнюдь не дешевая.

Рабочий спай даже при +350 очень легко может нахвататься всякой грязи независимо от опорного спая.

Только при условии, что материал клемм прибора совпадает с материалом провода термопары. Это может быть справедливо только в случае термопары медь-константан.

Внутри пенопластовой коробочки - еще один сосудик. Дешево и сердито.

А проволочки термопары при этом какого сечения через стеночки этого пенопластового сосудика?

А не волнует их диаметр... Они сначала в наружной ванночке купаются... Да и внутренний сосуд не нуждается в особой изоляции. И может быть сделан из стекла.

Ну как же не волнует? Они ведь не в жидком металле там купаются?
Мне чисто интуитивно кажется, что характерная длина выравнивания температуры с температурой окружающей среды вдоль провода составляет сотни диаметров в воде и тысячи в воздухе. А какой там пойдет при этом тепловой поток в установку, в которой поддерживаем неравномерность в одну десятую градуса... Нужно считать аккуратно. А провода доложны быть от оригинальной термопары, то есть если термопара не из волосков сделана - то волосками и не выведешь её наружу, в отличие от сигналов иных датчиков. Так что я бы не стал говорить, что тут всё тривиально.

Вас подводит интуиция... А у меня есть опыт...
Хотите... подумайте по поводу числа диаметров наглядно... Теорему надо вспомнить и подумать над случайными блужданиями путей к поверхности внутри проволоки...
А если еще больше подумать, то станет ясно, что обеспечить "хорошую" температуру в месте второго спая намного легче, чем первого.

Подводит. Там квадратный корень из отношения коэффициентов теплопроводности материалов. То есть характерная длина - десятки диаметров провода. Ну и характерных длин тоже нужно десяток. Все равно нужна сотня диаметров, чтобы безопасно игнорировать.

Вот! Десятки!... 20 для платины. Когда-то считала. Точно не помню... для сотой ли?
При характерном диаметре 100 мкм, сотня их дает 1 см. Меньше трудно сделать. Опять же... во второй ванночке... опять.

Мне кажется, что термопары с характерным диаметром 100 мкм очень сложно использовать в промышленных применениях, прикручивая их концы в колодку. В общем, термопары тоже бывают разные
От диаметра там коэффициент почти не зависит. Там логарифм отношения радиусов в коэффициенте.

Так Вы их не видели... промышленные термопары.... Любимая - платина-платинородий. Масса...ну, Вы знаете..., пропорциональна квадрату диаметра... Цена тоже...

Вот где коэффициент...

Платино-платинородиевые - нет, не видел. Да, масса, цена... Чем у них обеспечивается прочность на разрыв?

Там, где механические нагрузки, применяют термопары в чехле - трубочке из нержавеющей стали. А при высоких температурах, где чехол не выдержит, просто не рвут...
Самая толстая, которую видела... 300 или около того.

Да, припоминаю. Видел такую платиновую термопару - трубочка была из керамики с двумя аксиальными дырочками. И трубочки из никеля кажется с тонюсенькими стенками тоже в руках держал. В детстве, у отца валялись.

Соломка - на жаргоне. В печках такие ставят. Обычно длина соломки - сантиметров 10+.

Эх, жалко поздно подключаюсь я к спорам/обсуждениям (уже столько сказано ).
По теме вопроса хочу выразить свое мнение :
1. Для такого диапазона, с намеком на какую-то точность использовать термопару - тупиковый путь;
2. Здесь кто-то говорил про платиновые термометры сопротивления. Это самое оптимальное решение в данном диапазоне. Выбирается тут http://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/temperature/ , или тут http://thermo.lviv.ua/ukr/catalog/init.the...ertor/platinum/, (может еще где, таких контор хватает).
3. Воспроизводимость характеристики таких сенсоров наверняка удовлетворит требования проекта. Вот по абсолютной точности могут быть проблемы. Тут нужна калибровка, которая детально описана в ГОСТ 8.568-99. Ее можно попытаться спихнуть на заказчика : "мол если хотите абсолютной точности, то и занимайтесь калибровкой"
4. Если же все метрологические вопросы лежат на Вас, то нужно иметь реперные точки, которые находятся в метрологических центрах (Например, в УкрЦСМ). Туда и лежит Ваш путь.

Вот так вот.