Точное измерение температуры.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Всем доброго времени суток.
Возникла необходимость точного измерения температуры в диапазоне 0 - 100 град. Точноть 0,1 град. В перспективе 0,02 град. Это необходимо для изготовления термостатов. В реализованном проекте использовал датчик 18В20. С использованием корректировочной таблицы удалось добиться удовлетворительного результата. Точност в 0,1 град обеспечивается. Датчики покупал в Китае. С недавних пор пошло откровенное палево. Пришлось задуматься о смене датчика. Прочитал много литературы. Понятно, куда двигаться но нет временти на эксперименты и ошибки. Поэтому прошу помощи и совета тех, кому удалось добиться результатов в этом направлении. Какие датчики использовали( термистор, pt100), сколько битный АЦП. и т.п. В качестве контроллера использую Атмега 328.
Буду всем крайне признателен за дельные советы.
Кому интресно - ссылка на рекламный ролик осуществленного проекта. https://www.youtube.com/watch?v=eP6olI3fN3Y
В реализованном проекте использовал датчик 18В20. С использованием корректировочной таблицы удалось добиться удовлетворительного результата. Точност в 0,1 град обеспечивается.
Очень сомневаюсь. Чем калибровали, в каком диапазоне температур обеспечивается, через какое время надо калибровать заново?
Поэтому прошу помощи и совета тех, кому удалось добиться результатов в этом направлении. Какие датчики использовали( термистор, pt100), сколько битный АЦП. и т.п. В качестве контроллера использую Атмега 328.
Pt100 в трехпроводном включении, специализированный AD7792.
Понятие "точность измерения" применяется только гуманитариями (журнализды, блондинки....)
У технарей есть правильное понятие - погрешность измерения.
И они зачем-то ещё науку придумали - метрологию...
Если вы смогли создать корректировочную таблицу для погрешности 0.1 где вы взяли образцовый прибор для калибровки с абсолютной погрешностью 0.05 по крайней мере
Так продаются жеж
Так продаются жеж
Так ото ж!
По паспорту у оригинального 18b20
±0.5°C accuracy from –10°C to +85°C
и наверняка вы даже с таблицами не смогли обеспечить точность 0,1градус.
опять какая-то молекулярная кухня???
с сайта по продаже метрологического оборудования:
Сегодня ближек вечеру все подробнг опишу. Помимо допустимого отклонения +/0,5 град. очень важное значение имет дрейф показаний самого датчика при стабильной темпратуре с течение времени. Я исходил из того, что этот дрейф не будет превышать 0,1 град.
Сегодня ближек вечеру все подробнг опишу. Помимо допустимого отклонения +/0,5 град. очень важное значение имет дрейф показаний самого датчика при стабильной темпратуре с течение времени. Я исходил из того, что этот дрейф не будет превышать 0,1 град.
это называется не "точность", а воспроизводимость.
еще бы озвучить задачу, где требуется такая точность, ну вот ни разу точности лучше 5 градусов в жизни не потребовалось (наладчик КИП 8 разряд)
еще бы озвучить задачу, где требуется такая точность, ну вот ни разу точности лучше 5 градусов в жизни не потребовалось (наладчик КИП 8 разряд)
Кухня. Это вам не КИП.
Готовишь, например, рыбу. Нужна температура +85,03 градуса. если будет +85,02 или +85,04 то все,
блюдо испорчено.
Короче, это надо понимать.
где требуется такая точность
Не знаю, как на кухне, но в математических расчётах параноидальная точность обычно свидетельствует о невысокой квалификации считающего.
«Недостатки математического образования с наибольшей отчётливостью проявляются в чрезмерной точности численных расчётов» (Карл Фридрих Гаусс)
еще бы озвучить задачу, где требуется такая точность, ну вот ни разу точности лучше 5 градусов в жизни не потребовалось (наладчик КИП 8 разряд)
Консервы, стерилизация - на ленте термографа отклонение не должно превышать 0,5 гр.
присоединяюсь
еще бы озвучить задачу, где требуется такая точность
в отчетности. А то все неудачи свалят на тебя.
Какая интересная рыба у вас. Любой экземпляр имеет настолько мало отличающуюся структуру, что ее испортит отклонение в сотую градуса при готовке, а не плюс-минус градус при транспортировке и хранении ?
Эта технология приготовления называется су вид. Предумана не мной. Погуглите тему Су вид. Запредельная точность здесь действительна не нужна. Но когда конкурент заявляет точность 0.1 град то нужно соответствовать. То есть быть не хуже. Прошу прошения за ошибки. Пишу в метро. Более менее большая точность требуется при приготовлении яйца в су виде. Высокая точность здесь больше рекламный ход. Но когда ты ставишь на аппарате например 50 град а трмомнтр в ванне показывает 51 град это уже совсем не гуд. Это же повара, высокая кухня, дорогие рестораны.
Вы попали в точку. Именно отчетность. А то испорченные продукты на разработчика спишут.
Новое платье короля. Ганс Христиан Андерсен. 1837 год. Ничего не меняется....
Эта технология приготовления называется су вид. Предумана не мной. Погуглите тему Су вид. Запредельная точность здесь действительна не нужна. Но когда конкурент заявляет точность 0.1 град то нужно соответствовать. То есть быть не хуже. Прошу прошения за ошибки. Пишу в метро. Более менее большая точность требуется при приготовлении яйца в су виде. Высокая точность здесь больше рекламный ход. Но когда ты ставишь на аппарате например 50 град а трмомнтр в ванне показывает 51 град это уже совсем не гуд. Это же повара, высокая кухня, дорогие рестораны.
Для серьёзных проектов я бы реверсировал кастрюлю конкурентов на предмет датчиков и где они там натыканы. так же у них наверняка хитрого вида чаши, которые обеспечивают конвекцию воды.
Хотя там могут быть простые термопары, но и с них можно снять характеристики. наверняка термопары.
Не шучу.
Читаю: Температура приготовления су-вид составляет 50-70 градусов.
Как говорит моя приятельница ЛЛ - за понты себе я поставила пять )))
PS уж она-то самая известная мастерица по понтам
PPS я себе яичницу готовлю на минимально возможном огне, да, отличается особой сочностью
PPPS это если есть абсолютная уверенность, что никакой паразитарной гадости не подхватишь, но в мясных, рыбных блюдах, а также яйцах такой уверенности не может быть по определению, разве, что тщательно промытые овощи, но у нас тут спец готовке - wdrakula, ждем его вердикт )))
Вы попали в точку. Именно отчетность. А то испорченные продукты на разработчика спишут.
Так сделайте на эталонных измерителях, килобаксов так за 15-20, к чему тут ардуина
Но когда конкурент заявляет точность 0.1 град то нужно соответствовать.
Анекдот старый напомнить? Ну так и ты заявляй, что мешает-то?
Ну к делу. Что такое Су Вид поняли. Встала задача его сделать. Выбор датчика температуры пал на 18В20. Иностарнные аппараты используют терморезистор, причем внешнего АЦП я там не видел, только контроллер. А в китайском дешевеньком аппарате был термистор и аж 24 битный ЦАП.
Термостат представляет собой ванну 25 литров, тен 1,8 кВт, датчик температуры 18В20 и контроллер с ПИД регулятором (все как на видео, только без продуктов). Все было отстроено без калибровочной таблицы. Естественно, были отклонения в температуре воды (измеренные ртутным термометром) от показаний электронного термометра Су вида. Температуру пид держит четко. С точными термометрои (погр +.- 0,1 град) возникла проблема. Поэтому использовал найденный длинный ртутрый (большие деления) термометр до 100 град и медицинский ртутный (как более точный) для 40 град. Таблица была с интервалом 10 град (25-35, 35-45, итд) Термостатировал ванну по большому термометру и считывал показания с 15 датчиков. Потом усреднил значения. На низких температурах (где то до 50 град) погрешность составила 0,4 град. С повышением температуры величина погрешности уменьшалась до 0,1 град. Потом готовую таблицу ввел в программу и начал проверять. Уже использовал медицинский термометр. Там цена деления 0,1 град. Провнерял на 40 град. То есть ставил Су вид на 40 град и измерял температуру в ванне. Чужа не произошло. Но отклонение между измеренной и установленной температурой для всех случайно использованных датчиков существенно уменьшилось (не более 0,15 град - полтора деления по ртутному медичинскому ргадуснику). Если бы я имел возможность использовать для корректировочной таблицы более точный термометр, возможно, показания были бы еще более точными.
Я пошел дальше и ввел в прграмму дополнительный корректировочный коэффициент. Он активируется во время работы су вида нажатием комбинацией кнопок и позволяет записать в постоянную память нужный коэффичиент прямо в процессе работы, который дополнительно корректирует всю таблицу. Например , уставка 40 град, по факту мед. термомерт меряет 39,9. Ввожу дополнительный корректировочный коэффичиент 0,1. Жду некоторое время (процесс терморстатирования) и снова замеряю. Совпадение 100%.
Все это справедливо, в моем случае, для 40 град. А также для 41 и 42 град. Дальше шкалы нет.
Но можно сделать вывод, что имея хорошо термостатированную ванну и точные термометры можно очень точно откалибровать 18В20 во всем диапазоне. Гланое, чтобы у них не было большого дрейфа температуры.
Читал про подбор термометра для курятника - автор в статье приводил исследование DS18B20. У него тоже вышло так, что точность где-то в середине нормальная. А по краям диапазона начинает уползать относительно какого-то там "типа эталона". График - колоколообразный.
Вот по платине табличка - мож урежете осетра: http://www.temperature.com.au/Support/RTDSensors/RTDaccuracyClassAClassB13DIN110DIN.aspx
в том и ворос, что 18В20 действительно можно использовать с разрешением порядка 0,1 °С, НО относительлно какой-то температуры ± там 2-3 градуса, что активно используют господа самогонщики в ректификационных колоннах.
дальше писать о точных измерениях и погрешностях больно долго... могу только отметить, что на счет мед термометра, это была толковая идея.
Вот вангую, что в этом Су Вид - обыкновенный еврейский алгоритм: чем ближе температура к уставке - тем точнее она ОТОБРАЖАЕТСЯ. И всё, нехер лоб морщить - я на 10000% уверен, что разница температуры готовки в пол-градуса, даже при низкотемпературной этой самой готовке - даст нам какую разницу в результатах? Правильно - нихера там той разницы нет.
Обозвать это жидомасонство хитрым авторским алгоритмом повышения точности - и, что называется, п@здец в шляпе. Потому как все пляски с бюджетными датчиками вокруг 0,1 градуса - это секс вприсядку, имхо.
Прикинул тут для прикола: для 40 (а не 25) литров воды разница по температуре в 1 градус составляет страшные 0,0466666667 кВт*ч, если я, конечно, нигде не прорюхался в расчётах. Покричать часок на воду - и не будет разницы в градус :)
чтобы нагреть этот объем воды. 25л, на 0,1 °С этот ТЭН нужно включить всего на 5,83 секунды.... без учета теплопотерь.
Само собой должно быть понятно, что весь объем нагреть до 0,1 °С за такое время не реально, т.е. в объеме возникают локальные зоны хз с каким градиентом температур. Т.е. вопрос не только в том чтобы измерить, а чтобы измерить то, что действительно требуется. Как перемешиваем, где стоит термометр, напряжение в сети гуляет и т.д.
зы. некоторые вещи действительно проще заявить, чем их измерить
зы. некоторые вещи действительно проще заявить, чем их измерить
Вот и я о том же: носятся со своим 0,1 градуса - и не понимают, что чисто по законам физики - это профанация, хер хрустальный он там в вакууме намеряет, а не точность в 0,1 градуса на объёме 25 литров и мощности кипятилова почти в 2 киловатта.
Но невдомёк это, видимо. Ждём волшебного прибора, без еврейских алгоритмов :)
производители в рекламе давным давно заявляют свои лучшие параметры, а все детали прячутся в потемках даташитов, и это хорошо если еще прячутся
Китайцы же в этом смысле совершенно беспардонный народ , китайские ватты по звуку это еще с конца прошлого века притча во языцах =)
Возьмите точные NTC термисторы PS с погрешностью +/-0.1С (Digi-Key) и обычный 16-битный АЦП. В качестве опоры используйте прецизионный резистор (порядка 0.01...0.05%) с низким температурным дрейфом (порядка 10...15 ppm). Номинал опорного резистора должен быть равен сопротивлению термистора при той температуре, где нужна наименьшая погрешность. Получите погрешность близкую к +-0.1C без калибровок и поправок.
я не понимаю, "высокая ку(х/й)ня", стоимость блюд как золотой эквивалент по весу, и китайские даччики за 50р как соотносятся?
Если хочешь "как у конкурентов" (хотя кто знает, как у них? говорить можно всё что угодно), мошт надо нацеливаться на профессиональное оборудование? Или я чота не понимаю в этой жизни?
Сухопутные милли в Англии и в США разные.
Лошадиные силы в США и Европе разные.
(я уж молчу про маркировку потенциометров :((( )
Так чем ватты с амперами хуже? Надо просто признать, что в Китае и в остальном мире они разные.
я не понимаю, "высокая ку(х/й)ня", стоимость блюд как золотой эквивалент по весу, и китайские даччики за 50р как соотносятся?
Если хочешь "как у конкурентов" (хотя кто знает, как у них? говорить можно всё что угодно), мошт надо нацеливаться на профессиональное оборудование? Или я чота не понимаю в этой жизни?
Это и есто профессиональное оборудование
Возьмите точные NTC термисторы PS с погрешностью +/-0.1С (Digi-Key) и обычный 16-битный АЦП. В качестве опоры используйте прецизионный резистор (порядка 0.01...0.05%) с низким температурным дрейфом (порядка 10...15 ppm). Номинал опорного резистора должен быть равен сопротивлению термистора при той температуре, где нужна наименьшая погрешность. Получите погрешность близкую к +-0.1C без калибровок и поправок.
Большой респект за конктерные ссылки.
Если бы еще сказали где в Москве их взять? При поверхностном поиске из лутших вылезает Эпкос с отклонением 1%. Точнее не попадалось (хотя знал, что такте сть). Такого АЦП будето достаточно? https://ru.aliexpress.com/item/16-Bit-I2C-ADS1115-Module-ADC-4-channel-with-Pro-Gain-Amplifier-RPi-1PCS/32882005440.html?spm=a2g0v.search0604.3.48.2bfb4bc0UAif4K&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_1_10152_5724111_10151_10065_10344_10068_10342_5724211_10343_10340_10341_5724311_10696_5724011_10084_10083_10618_10307_5723511_10301_5724411_10059_100031_10103_5724811_5725011_10624_10623_10622_10621_10620_5724911,searchweb201603_45,ppcSwitch_5&algo_expid=7df1d3d6-2acf-49b9-a90e-542a1d64191c-8&algo_pvid=7df1d3d6-2acf-49b9-a90e-542a1d64191c&priceBeautifyAB=0
И еще вопрос по PT100. На сколько я понимаю у него линейная характеристика, что удолбно. В чем с ним трудности. Длинна соединительных проводов от датчик до АЦП максимум 200 мм. Подойдет ли вушеуказанный АЦП?
Для PT100/PT1000 свой ADC - MAX31865, который учитывает даже сопротивление провода (ежели датчик правильный), а сами PT1000 выпускаются в разных конструктивах, включая такие, что просто вкручиваются в бак.
Однако, алишные модули MAX31865 могут преподнести интересные сюрпризы.
я не понимаю, "высокая ку(х/й)ня", стоимость блюд как золотой эквивалент по весу, и китайские даччики за 50р как соотносятся?
Простой бизнес: чем выше маржинальность, тем красивше графики роста.
Повара берут дешевую рыбеху, варят ее "инновационным способом" и получают дорогую. Изготовители инновационных баков берут дешевые DS18B20, ардуину и... ну, ты понял.
Простой бизнес: чем выше маржинальность, тем красивше графики роста.
Повара берут дешевую рыбеху, варят ее "инновационным способом" и получают дорогую. Изготовители инновационных баков берут дешевые DS18B20, ардуину и... ну, ты понял.
Капитализьм, б-ть.
Для PT100/PT1000 свой ADC - MAX31865, который учитывает даже сопротивление провода (ежели датчик правильный), а сами PT1000 выпускаются в разных конструктивах, включая такие, что просто вкручиваются в бак.
Однако, алишные модули MAX31865 могут преподнести интересные сюрпризы.
Есть опыт работы с этим модулем? Как на счет качества АЛИшлых PT100/PT1000?
Опыт есть. Качество алишных сенсоров как и всё на али - всегда есть шанс прикупить себе приключений на жопу.
Точность измерения +/- 0,1 град обеспечивают?
У меня нет поверенного прибора за 50 тыщ. С далласом коррелирует температура в стакане с тающим льдом.
думаю, какой бы точности ни был даччик, всё равно у этого гнусного варева будет градиент температуры по объему. И чота мне пацказывает, что нихрена не +-0.1 градус.
Я ссылку давал на Digi-Key, или вам этот онлайн магазин не нравится?
Этот не годится. Нужен АЦП с внешним опорным напряжением Vref.
NTC термистор и прецизионный резистор включаете последовательно и подаете на него напряжение возбуждения, скажем, 3.3 В или 5 В. К этому же источнику подключаете вход опорного напряжения АЦП. После этого все колебания напряжения возбуждения перестанут влиять на результат измерения, поэтому источник не обязан быть точным. Измерение получится ratiometric, т.е. будет измеряться отношение сопротивлений двух резисторов, NTC и прецизионного, а напряжение возбуждения из результата исключается.
Чтобы напряжение возбуждения не нагревало термистор, его можно сделать отключаемым, например, брать от выходного пина микроконтроллера. Но Vref в любом случае обязательно надо подключать к то же точке, куда подключены последовательно соединенные NTC и опорный резистор.
думаю, какой бы точности ни был даччик, всё равно у этого гнусного варева будет градиент температуры по объему. И чота мне пацказывает, что нихрена не +-0.1 градус.
Деда, тссс! Не разрушай розовую картину мира ТС, пущай дальше на датчики др@чит :) Хотя, надо сказать, из всех вариантов лично я бы рассмотрел таки PT1000 - лишний повод в рекламе очередного разводилова упомянуть "А датчики у нас - вообще покрыты платиной! Мы п@здец как заботимся о вашем здоровье, и нихера не жалеем денег на качественное оборудование!".
Ты сто раз прав: капитализм, б-ть.
З.Ы. Самое интересное, что ТС ни сном ни духом, похоже - что же измеряет датчик температуры. Вот когда он поймёт, что датчик температуры измеряет себя любимого - тогда, может, наступит просветление, что в 20 л воды искать 0,1 градуса и, особенно отмечу, выдавать это как температуру всего объёма - такое себе, тут не то что платина, тут вся таблица дяди Димы хер поможет.
Скажу дополнительно, что помимо нагревателя и термодатчика в термостате есть еще и мотор с крылбчаткой, который обеспечивает очень хорошую циркулячию воды в ванне. Экспериментов и тестов было не 10, не 100 и даже не 500. Гораздо больше. И медицинский ртутный термометр ( на текущий момент используется как эталон) не показывал отклоения в разных местах ванны даже на половину цены деления. Термостабильность ванны очень высокая.
И медицинский ртутный термометр ( на текущий момент используется как эталон) не показывал отклоения в разных местах ванны даже на половину цены деления. Термостабильность ванны очень высокая.
Всё, умолкаю, раз использовались такие точные и поверенные приборы, при замерах учитывалась инерционность прибора, сам прибор - поверен и откалиброван. Как сильно я ошибался, боже мой! 0,1 градуса - так 0,1 градуса, посыпаю голову пеплом.
Если непонятно - то абзацем выше - сарказм. Возьми не 1 термометр, а десяток - и ОДНОВРЕМЕННО снимай с них показания в разных частях системы. Тогда уже утверждай, что твоё процитированное утверждение - дичь чистой воды. Ты не путай усреднение с абсолютными показаниями, пж - это первое. Второе - метода измерений градиентов ОДНИМ прибором - ущербна сама по себе. Третье - ситуацию немного спасает огромная теплоёмкость воды, что ты и наблюдаешь, по сути. Но при этом - ты не имеешь ни МАЛЕЙШЕГО представления об ИСТИННОЙ усреднённой температуре среды, от слова "совсем".
Тебе говорят именно об этом, уже не первый раз: имей ты датчик хоть с точностью 0,0001 градуса - тебе не обеспечить на твоих объёмах среды температуру этой среды с порядком, равным порядку точности датчика. Потому что, б-ть - физика, шестой класс. Поставь ты хоть сто насосов, перемешивающих воду - НИКОГДА не добиться отсутствия градиентов в системе, НИ-КОГ-ДА: вихревые потоки, неодинаковые по точке приложения воздействия внешней среды, неоднородность материалов (толщины стенок, изоляторов, пр.) - тысяча факторов, тысяча.
Возьми уже Pt1000 - и измеряй им. Да даже DS18B20 - за глаза, главное тут - не др@чить на гипотетическую точность поддержания температуры среды, а просто - настроить ПИД (что у тебя уже есть), и сделать ПРАВИЛЬНЫЙ вывод температуры на дисплей, с ЗАДЕРЖКОЙ - чтобы отсечь всякие ненужные дрейфы. Когда говорил про еврейский алгоритм - именно это и имел в виду.
Ты сертифицировать прибор будешь?
Лично я бы вместо атмеги взял бы какую нибудь альтеру и выдал бы под соусом специально разработанного
под это дело микропроцессорного модуля. ну или заказал бы у китайцев хитрый контроллер. например holtek
в этом деле мастера. ихние поделки очень часто стоят как раз в различных терморегуляторах.
Починить будет труднее это раз, придется покупать платы
два - когда котелок расковыряют, а расковыряют его точно, то позор будет обеспечен, когда внутри
обнаружат ардуину.
а как, интересно, в топливных баках разных звездолетах, например, измеряют температуру?
под это дело микропроцессорного модуля. ну или заказал бы у китайцев хитрый контроллер. например holtek
в этом деле мастера. ихние поделки очень часто стоят как раз в различных терморегуляторах.
Починить будет труднее это раз, придется покупать платы
два - когда котелок расковыряют, а расковыряют его точно, то позор будет обеспечен, когда внутри
обнаружат ардуину.
ты чо. Это ж дорахо.
А ещё лучше: не ипать тут моск, а пойти на форум метрологов - и поспрошать про методики измерений, дабы понять, что выдавать желаемое за действительное - не катит.
JLCPCB щас решает такие вопросы легко ;)