Все прочитали, вроде даже поняли, взяли паяльник - а нифига не получается? Скорее сюда! Поможем. Чем можем...
Ответить

Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 00:08:25

Здравствуйте. Прошу вашего совета.

В поисках решения задачи измерения температуры обычным терморезистором решил пойти таким путём (но зашёл в тупик):
Имею обычный терморезистор 10кОм, подключаю его через 10кОм 1%резистор на +5в и читаю напряжение с этого делителя микроконтроллером Атмега328p. т.к. вход АЦП 10бит, то в моём случае максимальная точность - это 5 милливольт. Поэтому решил подключить к измерительной цепи входы четырёх операционных усилителей с разными коэффициентами умножения, а их выходы уже к микроконтроллеру, т.е. к четырём разным входам АЦП. Я получил высокое разрешение, т.е. вижу температуру с точностью до двух сотых градуса в интересных мне диапазонах, но она "колеблется" +/- 0,07 °С. Период колебания примерно 30 секунд, а хотелось бы видеть актуальную информацию чаще. Температура колеблется вместе с колебаниями в сети +5 вольт (+/- 15 милливольт). Взаимосвязь понятна, но как это решить не знаю.

Прикладываю схему своей платы. Там у меня ещё есть клапан и реле - они не должны влиять на показания температуры, т.к. срабатывают редко. Так же предусмотрен цифровой датчик температуры, но это резерв на крайний случай - хочется получить результат от терморезистора. Источник питания - импульсный блок питания 12 вольт, 5 Вт. И в схеме ещё есть семисегментный индикатор для отображения температуры со своим контроллером. От него, как я понял, много шума, поэтому отделил его резистором.

DipTrace.pdf
(73.01 KiB) Скачиваний: 113

DipTrace.png
(250.44 KiB) Скачиваний: 127

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 00:29:11

Для измерения сотых долей температуры нужен, во-первых, весьма дорогой платиновый терморезистор (сейчас это дело тысяч от трех рублей за штучку начинается). Во-вторых, вся схема должна быть термостатирована. Естественно, никаких резисторных делителей: терморезистор нужно подключать по трехпроводной схеме (а то и четырехпроводной, если АЦП это умеет) к внешнему АЦП, который может менять величину тока. По старой методичке измеряем на разных силах тока и надеемся, что все будет хорошо. Но терморезистор еще и поверенный должен быть. Либо его нужно откалибровать по поверенному.
В общем, дорого и долго.

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 00:35:03

максим 2, DS18B20
Диапазон измерения температуры -55 ... +125 °C.
Разрешение преобразования 9 … 12 бит. Задается пользователем. что соответствует разр.способности 0.5 - 0.0625 С (соответст. 0.5, 0.25, 0.125, 0.0625)

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 01:13:26

китайцы вполне себе справляются встроеным ацп нувотековских МК в раних релизах там шел СТМ8 потом софт под нувотек переписан был точность кстати выросла там ацп 14б..
а оу в предусях ширпотребные это лине смещение и дрей толка хуже сделает а ставить делители на входе и без того малого сигнала-ваще утопия !
совет тс посиотрите касделано у китайцеф или в пром поделках
правда пром поделки заточены под разные типы датчикоф включя ТП и ТС
с обычным 10к+-1% термистором точнос в 0.1гр после калиброфки по эталону в принципе легко достижима при достаточной битности ADC без танцеф с бубном и 4 контактных шлейфоф... они нужны когда применяют платиновые датчики ТСП50 и ТСП100 но с ними лучше применять заводские атестованые и повереные приборы

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 08:58:19

Rimlyanin, у 18б20 точность хуже 0.5 градуса! О сотых вообще речи нет!..

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 10:05:09

В мультиметрах ацп опорное измеряет и исследуемое, получается достаточно точно и не зависит от небольших флуктуаций опорного

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 10:06:51

Сколько знаю, в качестве датчика температуры используется спец катушка медного провода.

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 10:12:22

Или, как уже сказали, платинового. Ага, даже в паяльнике Weller WSP-80 платиновый датчик температуры.

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 10:13:31

О вспомнил, ацп двойного преобразования они называются. Да, как вариант катушка из меди со спец намоткой

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 11:13:50

И как всегда следующий вопрос "А ЗАЧЕМ?" такая точность-то?
Из типовых систем регулирования подобное удержать в объеме хотя-бы трехлитровой банки и то уже проблема будет.
Термоинерция нагревателя, разность в разогреве без активного перемешивания теплоносителя и прочие "мелкие радости"...
:dont_know:

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 11:28:07

vlasovzloy писал(а):ацп опорное измеряет и исследуемое, получается достаточно точно и не зависит от небольших флуктуаций опорного
У ТС ещё и усилитель. Флуктуация на исследуемом канале увеличивается, на опорном - нет. Если и там поставить такой же усилитель с таким же коэффициентом усиления, дело улучшится. Заодно, особенно, если они на одном кристалле, немного скомпенсируется температурный дрейф нуля ОУ.

Добавлено after 3 minutes 5 seconds:
mickbell писал(а):Или, как уже сказали, платинового.
У платинового больше температурный диапазон и предсказуемость параметров. Для единственного экземпляра с долгой и трудоёмкой индивидуальной калибровкой медь не хуже.

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 13:18:31

стоимость повереных заводских и с паспортом ТСП и ТСМ отличается не слишком так уж но диапазоны Т разные там...
если делать а наш ТСМ кустарно то да можно сэкономить но...нето это не то...
похожие датчики делали из старых военых совок релей где обмотка из СССР бескислородной (отоженой в водороде) меди - там кстати в паспорте указано сопротивление ее при 20с с тосностью до тычяных ома...

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 16:35:42

У ТС ещё и усилитель. Флуктуация на исследуемом канале увеличивается, на опорном - нет. Если и там поставить такой же усилитель с таким же коэффициентом усиления, дело улучшится. Заодно, особенно, если они на одном кристалле, немного скомпенсируется температурный дрейф нуля ОУ.

Т.е. надо перенастроить атмегу на внешний источник опорного напряжения и подключить к каналу aref +5в из того же места откуда запитана измерительная цепь?
Есть ли способ запитать измерительную цепь тоже от опорного напряжения, чтоб исключить флуктацию? Если да, то как можно это сделать?

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 16:54:54

Почитай про принципы ацп двойного преобразования, хотя бы про К572ПВ5 там разберешься и чото умное почерпнешь. Кст в каком то радио на ней термометр тоже делали очень точный

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 17:13:31

максим 2, DS18B20


тогда уж
DS1821
дискретность 0,01
и там и там одинаковый способ измерения. и там и там одинаковый датчик = катушка с медью.

(круглый)

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 17:16:44

В далласе катушка с медью? Не знал

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 17:54:09

В DS18 используется полупроводниковый термометр. Причем, очень хренового качества. Именно поэтому точность ниже плинтуса. А вот более приличные (из старых - TSYS01, плюс есть какие-то новые, но я не тестировал) уже полноценно позволяют добиться точности в 0.05℃.
Но все равно для точных задач нужны и точные методы измерений. Невозможно за тысячу рублей сделать термометр, измеряющий сотые градуса! Минимум тысяч пять вынь, да полож! А если еще и нет поверочной аппаратуры, придется от 30тыр выкладывать за поверку.

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 18:23:16

максим 2 писал(а):Т.е. надо перенастроить атмегу на внешний источник опорного напряжения и подключить к каналу aref +5в из того же места откуда запитана измерительная цепь?
Да, если атмега не умеет питание как опорное. Но это не спасёт: флуктуации питания усиливаются ОУ, а флуктуации опорного усиливаться не будут. Нужен второй такой же усилитель с таким же коэффициентом усиления, он будет отслеживать питание. Вернее, три усилителя.
максим 2 писал(а):Есть ли способ запитать измерительную цепь тоже от опорного напряжения, чтоб исключить флуктацию?
Можно запитать от второго 7805, от которого больше ничего не будет запитано. Это тоже не спасёт: исчезнет зависимость напряжения от нагрузки, останется от входного напряжения, температуры и погоды на Марсе.

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 19:27:41

Платиновый терморезистор + ADuC845. Или внешний АЦП типа того, что в ADuC (7704, нужно уточнить по даташиту)+ любой МК.

Сейчас читал детям сказку "Три поросёнка". ТС напоминает мне Ниф-нифа, который думал, что он самый умный, построив из говна и палок нечто под названием "дом". Эта хибара рухнула после единственного пука волка. Намёк понятен, надеюсь?

Re: Термометр с точностью до сотых °С малой кровью

Вс окт 31, 2021 22:04:06

tonyk, не хватит ему этого. Для измерения соток придется еще и схему термостабилизировать. Проходили уже…
Ответить