Термопара тип К на arduino UNO R3
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Вс, 20/04/2014 - 14:20
Есть необходимость замера температуры примерно до 500'С. Приобрёл термопару тип К (её по большей части, потому что легко достать и низкая цена). Сделал усилитель по схеме ниже, но пока без R2C1(как я понял это фильтр от шумов и прочего). R5 тоже убрал, подстраиваю коэффициент училения без него, меняя сопротивления R1 и R3.
Изначально получается коэффициент усиления около 120 (R1=120кОм, R3=1кОм). Меняю R1 на 240кОм, но напряжение с выходов не увеличивается, а просто достигает того же значения примерно в 4В немного быстрее. Проверяю зажигалкой, нагреваю горячий спай. Решил попробовать подключить к arduino. Использовал кусочек кода для считывания с аналогового пина
int volumePin = A0;
void setup() {
pinMode(volumePin, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
Serial.println(analogRead(volumePin));
delay(100);
}
Смотрю порт, поджигаю зажигалкой, показывает в районе 760. Ок, что-то похоже на правду. Беру кипяток, опускаю термопару в него и..... ничего не происходит, совсем. Такую температуру даже не воспринимает. А ещё компенсационный сделать надо, его думал соорудить из цифрового термодатчика dallas 18b20. Что можете подсказать по тому, что не изменяется коэффициент и почему не идёт сигнал с температуры ниже огня? Пока что буду дальше экспериментировать.
Сейчас снова попробовал увеличить коэффициент до 240 сопротивлением R1 до 240кОм. Стало лучше. В горячей воде близкой к 100 показывает около 50 (всегда пишу около, т.к. значения быстро меняются). Но точность сильно хромает и вообще температура даже в той же воде прыгает градусов на 10 в амплитуде. Это может потому что оперционник так себе, с шумами сильными?
positivemann, я бы первым делом посмотрел осцилографом сигналы на входе и выходе, может у вас опер возбудился, и выдаёт не пойми чего. Вообще микруха не очень удачная для таких тонких дел, напруга с выхода при питании 5 вольт не будет более 4 вольт. Посмотрите в сторону Rail-to-Rail, например ad8551, в его даташите даже есть схема включения для термопары. http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8551_8552_8554.pdf
Спасибо, но именно этой нет в быстром доступе, т.е. в моём городе, есть 8552. В даташите нашёл схему, но уж сильно нагромаждено. Буду пробовать каким-нибудь аналогом от AD заменить LM-ку. Если не будет варианта проще, то буду вами предложенный использовать. Ещё раз спасибо.
positivemann, да можно и с лм358,главное убедиться, что нет возбуда, до 5 вольт выход тянуть не обязательно, проще уменьшить опорное АЦП.
Т.е. понизить коэффициент усиления? Установил ещё 1МОм и конденсатор, как на схеме. Вроде ничего и не изменилось, только через определённое время секунд в 7 появляются значения от 0 и до 5, пропадают и снова секунд через 7 появляются, может это из-за конденсатора? Пытаюсь в местном магазине (escor.ru - не реклама) найти что-нибудь на термопару сразу, с определённым коэффициентом усиления и компенсацией спая, но пока ничего такого, максимум нашёл AD744JN, он прецизионный, но и стоит 200р. Стоит ли его брать?
Уточню, что супер точности мне не надо, несколько градусов плюс/минус на сотню вполне устроит.
Известные проблема около "0". Если ничего в схеме не менять, кривая температуры с нулем АЦП пересекается от 40 до 80 градусов. Хотелось бы гарантировано меньше "0", т к есть еще температура холодного спая. Можно приподнять кривую, например, соединив 8 и 3 ножку микросхемы большим сопротивлением - 1 мОм? Или это слишком просто. Принцип ОУ читал, примеры пытался найти.
Провел эксперимент. Сопротивление нужно минимум в 10 раз больше. Вопросы по стабильности показаний остаются.
Варинты скрещивания ТП и МК -
1. MAX6675 и подобные м/с. Просто и с компенсацией температуры холодных концов.
Недостаток - невысокое время конвертации ~0.2сек и обязательность подключения к м/с непосредственно выводов ТП или через термоэлектродные провода.
2. Внешний АЦП (ADS1115 или др) для измерения ЭДС ТП + внешний термодатчик для измерения температуры в районе холодных концов. Температура рассчитывается так - из измеренной ЭДС ТП вычитается напряжение, которое бы выдала ТП этой градуировки при текущей температуре холодных концов. Результат подставляется в полином из ГОСТ.
3. Прямое преобразование с пом. ОУ, но в схему вводится элемент с аналогичным применённой ТП ТКН (для учёта температуры холодных концов). Самый простой вариант - такая же ТП, включенная встречно-последовательно основной ТП.
4. Прямое преобразование с пом. ОУ, если не требуется высокой точности и температура холодных концов относительно постоянна.
В принципе, это похожая схема из первого сообщения, но которая имеет смещение по входу, с пом. которого задаётся некое выходное напряжение ОУ, соответствующее температуре холодных концов. Другим подстроечником в ОС ОУ меняется растяжка шкалы. Таким образом, получаем возможность зададь две точки (Т1, АЦП1, Т2, АЦП2) по которым выполнить линейную интерполяцию. Такой вариант гораздо точнее, чем схема без смещения, но не очень удобен в настройке - её приходится повторять несколько раз для укладки в диапазон.
Настройка коэффициентов програмная. Экспериментально определил, что для смещения нулевой точки достаточно 30 кОм сразу после термопары.
Что за коэффициенты?
Те, которые наклон тарировочной кривой определяют. Один в кипятке- 100 гр, другой, например, на 350 градусов. Для подбора второго, можно и в тающй лед термопару разместить.