Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Измерение температуры
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Метрология, датчики, измерительная техника
Neon_613
Здравствуйте!
Подскажите как можно измерить температуру с точностью 0.1С в интервале от -30 до 120 (можно чуть уменьшить интервал).

использовать думаю термопару. так как в отличии от др датчиков (РДТ, Термисторы, ПП датчики) им не нужно внешнего возбуждения. для меня это важно т.к. кроме температуры будет измеряться магнитный поток


я так понимаю надо компенсировать температуру холодного спая (лед использовать не хочется.)

отрыл у AD документацию где была предложена схема с компенсации температуры холодного спая :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

я так понимаю этой схемой не удастся получить такую точность из за точности измерения температуры холодного спая (TMP35 датчик фирмы AD типичная точность +/-1град.C при +25град.C и +/-2град.C в диапазоне -40град.C к +125град.C.) (у них же есть датчик с точностью 0.3 но все равно много)

подскажите чем можно измерить с нужной точность температуру холодного спая? (или без льда никак?)
подскажите варианты решения задачи?
Tanya
Цитата(Neon_613 @ Nov 16 2011, 06:14) *
подскажите чем можно измерить с нужной точность температуру холодного спая? (или без льда никак?)

Платиновым термометром, например.
vvs157
Цитата(АНТОН КОЗЛОВ @ Nov 16 2011, 08:55) *
Тк его, Танечка!
Вообще-то Pt100 стоит от 100 р
http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery_i.pl?se...&code=pt100
Пушкарев Михаил
Цитата(vvs157 @ Nov 16 2011, 10:10) *
Вообще-то Pt100 стоит от 100 р

Вообще-то, боюсь, для запрашиваемых показателей 100 рублей будет очень мало.
dac
обычно для таких точностей используются эталонные платиновые термометры сопротивления, цена правда негуманная. да и методическая погрешность может оказаться на порядок выше. про градиент температур слышали?
вообще, если задача разовая, имхо проще взять любой термометр сопротивления по четырехпроводной схеме или даже обычный термистор и откалибровать по ртутному термометру с соответсвующей точностью, в пределах градуса линейно апроксимировать.
а термопар на такую точность кажется вообще не бывает и разброс у них несколько градусов, все равно калибровать придется, еще добавится ошибка усилителя и т.д.
и главный вопрос - нужна абсолютная точность или разрешение или воспроизводимость?
Herz
Цитата(Neon_613 @ Nov 16 2011, 04:14) *
Подскажите как можно измерить температуру с точностью 0.1С в интервале от -30 до 120 (можно чуть уменьшить интервал).

использовать думаю термопару. так как в отличии от др датчиков (РДТ, Термисторы, ПП датчики) им не нужно внешнего возбуждения. для меня это важно т.к. кроме температуры будет измеряться магнитный поток

я так понимаю надо ...

подскажите варианты решения задачи?

Самым правильным, я думаю, поискать готовый прибор. Не обязательно с целью купить, но хотя бы ознакомиться с ценой вопроса. С Вашим опытом озвученных требований не повторить, не в обиду. Или долго и кропотливо изучать предмет...
Alex11
При необходимой точности 0.1 градуса и готовый прибор не поможет. Температуру чего он показывает? Вам ведь нужна температура некоего объекта, а не температура датчика прибора. Уравнять температуру датчика и объекта - процесс очень кропотливый. Даже если объект - жидкость и датчик в нее погружен, то разность температур в разных углах бака будет существенно выше требуемой 0.1 если не приняты серьезные меры термоизоляции, а если есть еще и нагрев - то выровнять температуру почти невозможно.
Ruslan1
Цитата(Neon_613 @ Nov 16 2011, 04:14) *
Подскажите как можно измерить температуру с точностью 0.1С в интервале от -30 до 120 (можно чуть уменьшить интервал).

Урезать хетелки от "точность 0.1С" до "разрешающая способность 0.1С" никак? Ну, скажем, можете аргументировать ценой: увеличение точности в 2 раза увеличивает стоимость как минимум в два раза. Я уже не говорю про калибровку и уменьшение межповерочного интервала (а это опять увеличение стоимости).
И это все безотносительно того, что с такой точностью имеет смысл очень мало что измерять в таком широком диапазоне температур.

Кстати, любопытно, а есть вообще в природе лаборатории, которые могут поверить прибор, скажем измеряющий -30 градусов с точностью 0.1С ? мне сложно представить класс точности нужного "генератора температуры". Это что и кто, химики? вояки? биологи?
shreck
Цитата(Ruslan1 @ Nov 16 2011, 17:08) *
Кстати, любопытно, а есть вообще в природе лаборатории, которые могут поверить прибор, скажем измеряющий -30 градусов с точностью 0.1С ? мне сложно представить класс точности нужного "генератора температуры". Это что и кто, химики? вояки? биологи?

Точность "генератору температуры" не нужна, нужна стабильность + образцовый измеритель температуры. Например термометр с диапазоном -50...+300 и абсолютной точностью 0.05 градусов поверяется без проблем.
Tanya
Цитата(Ruslan1 @ Nov 16 2011, 14:08) *
Кстати, любопытно, а есть вообще в природе лаборатории, которые могут поверить прибор, скажем измеряющий -30 градусов с точностью 0.1С ? мне сложно представить класс точности нужного "генератора температуры". Это что и кто, химики? вояки? биологи?

При средних температурах есть серийные стеклянные даже термометры с такой точностью.
Физики измеряют очень низкие температуры около абсолютного нуля и очень высокие с очень большой точностью. Химиков и биологов интересуют средние температуры.
А что Вас интересует?
Ruslan1
Цитата(Tanya @ Nov 16 2011, 17:26) *
При средних температурах есть серийные стеклянные даже термометры с такой точностью.
Физики измеряют очень низкие температуры около абсолютного нуля и очень высокие с очень большой точностью. Химиков и биологов интересуют средние температуры.
А что Вас интересует?

Меня интересует (для общего развития) методика, при которой температура на эталоне(градуснике) будет с точностью, превышающей точность измерения, повторять температуру на поверяемом щупе.
Тут shreck выше написал, что даже 0.05 градуса поверяется без проблем. То есть перепад температур в объеме "эталон+поверяемый датчик" меньше чем меньше чем 0.05 градуса. Ну и стабильность тоже.
Что за среда? вода? спецдрянь какая-нибудь? Ну, понятно что на -30 это вряд ли вода sm.gif

Никогда с такой точностью дела не имел, вот и любопытно, как народ такие вопрос решают.
shreck
Цитата(Ruslan1 @ Nov 17 2011, 02:12) *
Меня интересует (для общего развития) методика, при которой температура на эталоне(градуснике) будет с точностью, превышающей точность измерения, повторять температуру на поверяемом щупе.
Тут shreck выше написал, что даже 0.05 градуса поверяется без проблем. То есть перепад температур в объеме "эталон+поверяемый датчик" меньше чем меньше чем 0.05 градуса. Ну и стабильность тоже.
Что за среда? вода? спецдрянь какая-нибудь? Ну, понятно что на -30 это вряд ли вода sm.gif

Никогда с такой точностью дела не имел, вот и любопытно, как народ такие вопрос решают.

"Методика" проста. Берите соответствующий термостат, который обеспечивает требуемые градиенты температуры по объему теплоносителя.
В качестве "среды" используют спирт, воду, ПМС в зависимости от диапазона температур.
Tanya
Цитата(Ruslan1 @ Nov 16 2011, 23:12) *
Тут shreck выше написал, что даже 0.05 градуса поверяется без проблем. То есть перепад температур в объеме "эталон+поверяемый датчик" меньше чем меньше чем 0.05 градуса. Ну и стабильность тоже.

Вы когда нибудь температуру собственного тела измеряли? Думаю, что миллиарды таких (медицинский) приборов существуют в мире. А еще производственные. И все измеряют температуру. А вот понимают, что они измеряют и называют температурой, очень немногие.
Не очень сложно получить термостат с микроградусным коридором. Ну, скажем с запасом, - 10 микроградусов в час.
А уж 50 миллиградусов...
Ruslan1
shreck, Tanya - понял, спасибо. Раньше думал, что термостат на десятки миллиградусов проблема, а оказывается можно гораздо точнее sm.gif
ASZ
Цитата(Tanya @ Nov 17 2011, 07:55) *
Вы когда нибудь температуру собственного тела измеряли? Думаю, что миллиарды таких (медицинский) приборов существуют в мире. А еще производственные. И все измеряют температуру. А вот понимают, что они измеряют и называют температурой, очень немногие.
Не очень сложно получить термостат с микроградусным коридором. Ну, скажем с запасом, - 10 микроградусов в час.
А уж 50 миллиградусов...

Кстати, результаты измерения температуры тела сильно зависят от места.
Вот данные мед. термометра Microlife:
Во рту - норма - 35,7-37,3
Подмышкой - норма - 35,2-36,7
В ж... - норма - 36,2-37,7
Разброс почти в 1.5 градуса...

Какраз сегодня купил sm.gif
Aner
А скорость измерений ( скорость изменения) для вас, с этой точностью 0.1С, вам важна?
Tanya
Цитата(ASZ @ Nov 17 2011, 19:28) *
Какраз сегодня купил sm.gif

Такую покупку следовало бы обмыть... Куда ее нужно совать?
Очень хорошая вещь. Успокаивает. Надежно.
vvs157
Цитата(ASZ @ Nov 17 2011, 19:28) *
Какраз сегодня купил sm.gif
Кстати. У меня электронных медицинских термометров - 3 штуки. Ни один из них не показывает то же самое, что старый добрый ртутный. Показывают разное и как правило на пол-градуса меньше. А вот разные ртутные показывают практически одно и то же.
Neon_613
Цитата
При необходимой точности 0.1 градуса и готовый прибор не поможет. Температуру чего он показывает? Вам ведь нужна температура некоего объекта, а не температура датчика прибора. Уравнять температуру датчика и объекта - процесс очень кропотливый. Даже если объект - жидкость и датчик в нее погружен, то разность температур в разных углах бака будет существенно выше требуемой 0.1 если не приняты серьезные меры термоизоляции, а если есть еще и нагрев - то выровнять температуру почти невозможно.


да вот не знаю. задача стоит в термомагнитных измерениях от -30 до + 120 (границы можно чуть уменьшить).
думал печку-холодильник собрать на элементе пельтье. по логике надо измерять температуру образца. но я подумал что можно выставлять температуру с помощью пельтье и подождать (некое время) перед измерением изменения магнитного потока, пока температура не выровняется (а время рассчитать теоретически).

или можно еще использовать датчик снимающий температуру с образца (можно будет наблюдать градиент температур)
опять же с какой точностью можно получить значение температуры?

как я понял такой точности 0.1 мне не добиться.


Цитата
А скорость измерений ( скорость изменения) для вас, с этой точностью 0.1С, вам важна?

не имеет значения. (при такой точности) можно и сутками мерить.
Tanya
Цитата(vvs157 @ Nov 18 2011, 01:07) *
Ни один из них не показывает то же самое, что старый добрый ртутный. Показывают разное и как правило на пол-градуса меньше. А вот разные ртутные показывают практически одно и то же.

А все вместе они показывают, что пока еще не удается сделать хороший полупроводниковый термометр.
Tanya
Цитата(Neon_613 @ Nov 18 2011, 09:22) *
да вот не знаю. задача стоит в термомагнитных измерениях от -30 до + 120 (границы можно чуть уменьшить).
думал печку-холодильник собрать на элементе пельтье. по логике надо измерять температуру образца. но я подумал что можно выставлять температуру с помощью пельтье и подождать (некое время) перед измерением изменения магнитного потока, пока температура не выровняется (а время рассчитать теоретически).


Не знаю, что Вы изобретаете, но Ваша идея с эл-том Пельтье мне не нравится. Обычно используют поток газа с нужной температурой в дьюаровской трубке. Все это для того, чтобы (от)(у)далить магнитное поле токов нагревателя.
Plain
Гляньте в какую-либо другую сторону — например, на кварцевые термометры.
kolobok0
Цитата(Tanya @ Nov 18 2011, 09:46) *
...не удается сделать хороший полупроводниковый термометр.


и не удасться. более того надо уметь их готовить...
если существующими вшивенькими китайскими поделками мерять не 1 минуту до сигнализации, а не менее 5 минут(увы тут чистая шизика) то значения будут меньше расходиться от ртутных sm.gif

фишка в том, что передача тепла среда-пластик-пнпереход около 4-5 минут !!! Поэтому когда ваш термометр сигнализирует через минуту - ответ готов, он в лучшем случае показывает то, что есть. т.е. меньше (если шли с низу) чем есть на самом деле... sm.gif если присмотритесь к кончику такого термометра - то он (ещё хуже!) имеет металлический кончик.


удачи вам
(круглый)
ЗЫ
К примеру все датчики DS18xx приходят к правильной температуре 5 минут. Посчитано теоретически, доказано практически.
sm.gif
Neon_613
Цитата
Не знаю, что Вы изобретаете, но Ваша идея с эл-том Пельтье мне не нравится. Обычно используют поток газа с нужной температурой в дьюаровской трубке. Все это для того, чтобы (от)(у)далить магнитное поле токов нагревателя.


шумы от этих токов не будут мешать.
Tanya
Цитата(Neon_613 @ Nov 18 2011, 16:21) *
шумы от этих токов не будут мешать.


Это хорошо. А что тогда сейчас уже мешает?
Herz
Цитата(kolobok0 @ Nov 18 2011, 12:45) *
если присмотритесь к кончику такого термометра - то он (ещё хуже!) имеет металлический кончик.

Хуже чего? Металлический кончик здесь на своём месте.
Dmitron
кто-нить занимался термочувствительными кварцевыми резонаторами?
MrYuran
Цитата(ASZ @ Nov 17 2011, 19:28) *
Вот данные мед. термометра Microlife:
Во рту - норма - 35,7-37,3
Подмышкой - норма - 35,2-36,7
В ж... - норма - 36,2-37,7

Главное, порядок измерений не перепутать...
biggrin.gif
Сорри за офтоп, не удержался...
ab1000
Цитата
кто-нить занимался термочувствительными кварцевыми резонаторами?


Да, мы занимались, на предыдущем месте работы. Точность нужна была 0.05 С, в принципе, на отдельных термометрах получалась. Сложности были во первых в калибровке, зависимость нелинейная, мы аппроксимировали кубическим полиномом и калибровались по трем точкам. Само собой требования к термостатам те еще.. Во вторых нужно очень точно эту частоту померить, либо хороший генератор в опоре, либо корректировать плохой. Но основная проблема была в том, что через некоторое время параметры кварца уходили и вся калибровочная характеристика рушилась, точность уходила до 0.3 - 0.5 С, хотя кварцы предварительно состаривали. Работали с кварцами ЭЛПА город Углич. У них есть свой сайт, поищите, там есть некоторая информация по их сенсорам. Ребята там довольно грамотные работают и на встречу нам всегда шли. Мы в итоге все же перешли на платиновые датчики.
Dmitron
по каким точкам калибровались? пока что приходит в голову только таяние дистилата - 0,01 градус, кипение - н.у.+98,9°(или 100 градусов??? при 1 атм. - википедия меня запутала), температура человека - 36,6+-0,05 градуса
Tanya
Цитата(Dmitron @ Dec 23 2011, 13:35) *
по каким точкам калибровались? пока что приходит в голову только таяние дистилата - 0,01 градус, кипение - н.у.+98,9°(или 100 градусов??? при 1 атм. - википедия меня запутала), температура человека - 36,6+-0,05 градуса

А какой датчик Вы собираетесь калибровать?
Близко к этой температуре лежит точка плавления галлия. Обычно используется образцовый термометр соответствующего класса с соответствующим же термостатом.
Dmitron
есть хотелка получить погрешность порядка 0,1 градус. диапазон 0..100 градусов. заказчик желает кварцевые резонаторы (корпус КХ-38) в качестве термодатчиков.
ab1000
Цитата
по каким точкам калибровались?


Датчики были для диапазона 0...+80 С Точки калибровки первоначально были расположены равномерно по диапазону 20, 40, 60 С. Затем точку в 20 С передвинули на 0 С поскольку 0 легко получается таянием, а точка 20 С плохо держалась в нашем термостате, поскольку близка к температуре окружающей среды.
Цитата
есть хотелка получить погрешность порядка 0,1 градус. диапазон 0..100 градусов. заказчик желает кварцевые резонаторы

Сугубо мое мнение, но кварцевые датчики не очень хорошо подходят для данной задачи. Такую и даже большую точность они могут обеспечить, но не в таком широком диапазоне. Например, они широко применяются для измерения температуры тела человека, точность там около 0,05 С Но диапазон всего около 34 - 43 С. На таком участке он скорее всего вообще линеен и легко калибруется в одной точке. В Вашем же диапазоне 0 - 100 С, боюсь, что такую точность не получить, или получите, но на отдельных сенсорах, с несколькими перекалибровками которые еще неизвестно как поведут себя по прошествии некоторого времени. Все это сведет основное достоинство кварцевых сенсоров - их дешевизну, на нет. Мне кажется платиновые сенсора для данной задачи наиболее оптимальны.
dkg10
Цитата(ab1000 @ Dec 26 2011, 11:18) *
Датчики были для диапазона 0...+80 С Точки калибровки первоначально были расположены равномерно по диапазону 20, 40, 60 С. Затем точку в 20 С передвинули на 0 С поскольку 0 легко получается таянием, а точка 20 С плохо держалась в нашем термостате, поскольку близка к температуре окружающей среды.

Сугубо мое мнение, но кварцевые датчики не очень хорошо подходят для данной задачи. Такую и даже большую точность они могут обеспечить, но не в таком широком диапазоне. Например, они широко применяются для измерения температуры тела человека, точность там около 0,05 С Но диапазон всего около 34 - 43 С. На таком участке он скорее всего вообще линеен и легко калибруется в одной точке. В Вашем же диапазоне 0 - 100 С, боюсь, что такую точность не получить, или получите, но на отдельных сенсорах, с несколькими перекалибровками которые еще неизвестно как поведут себя по прошествии некоторого времени. Все это сведет основное достоинство кварцевых сенсоров - их дешевизну, на нет. Мне кажется платиновые сенсора для данной задачи наиболее оптимальны.

Дорого, особенно если требуется контроль по многим каналам. Делали температурные датчики из кремниевых диодов или транзисторов. Разрешение получалось 0,1 град. Подобный термометр в аналоговом исполнении описан в справочнике радиолюбителя ред. Чистякова Н.И.
1990г.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.