Jump to content

Измерение температуры термистором с точностью 0,1°


Recommended Posts

Добрый день. Не подскажете - нет ли готовых решений измерителя температуры термистором в диапазоне 30 - 90 град с точность 0,1 град (4 -6 каналов) с функцией калибровки.

На STM32F401СEU6 не получилось (собственный АЦП шумит сильно, питание АЦП соединено с питанием МК, термостабильности нет, выявилось взаимное влияние каналов друг на друга....). Наверное оптимальный вариант - внешний АЦП (в идеале - ADS1220).  Заводские решения - все на базе Термометров сопротивления и термопар не подходят. Нам в качестве датчиков нужны  термисторы.

Link to comment
Share on other sites

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

Не понятно про влияние каналов друг на друга.
Вы же не одновременно включаете АЦП по всем каналам.
Делал когда-то с такой точностью усреднением 256 замеров.
Даже на простых PiCах. Правда не с термисторами, а на ТС1047

 

TC1047.djvu

Link to comment
Share on other sites

Секреты депассивации литиевых батареек FANSO EVE Energy

Самыми лучшими параметрами по энергоемкости, сроку хранения, температурному диапазону и номинальному напряжению обладают батарейки литий-тионилхлоридной электрохимической системы. Но при длительном хранении происходит процесс пассивации. Разберем в чем плюсы и минусы, как можно ее избежать или уменьшить последствия и как проводить депассивацию батареек на примере продукции и рекомендаций компании FANSO EVE Energy. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Posted (edited)
9 часов назад, Сид сказал:

Наверное оптимальный вариант - внешний АЦП (в идеале - ADS1220)

Он разве позволит реализовать 6 каналов измерения? В лучшем случае четыре, и то есть сомнения, что больше битов дадут результат, если питание будет разведено плохо, и программа не будет усреднять результат.

Цифровой плюс питания МК должен по идее отделяться от аналогового дросселем, для блокировки помех. Все это дело обвешивается керамикой и танталами как можно ближе к ногам МК. Чтобы ничего не плавало, можно застабилизировать питание аналоговой части при помощи TL431 или использовать её как опору, у МК же есть отдельный вход опоры для АЦП. Чтобы результат был не шумный, надо усреднять выборки и делать индивидуальную выборку максимально длинной - но я так понимаю, в МК сконфигурировать такой параметр нельзя, можно лишь частоту АЦП задать - остаётся оперировать усреднениями... Можно прикинуть, сколько выборок для каждого канала надо усреднять, при 6 каналах и скорости обновления 2...5 раз в секунду, зная частоту работы АЦП.


По  собственному опыту за стм и многоканал ничего не могу сказать - не сталкивался, но при замере температуры NTC 10k ардуинкой с кренкой 5В по питанию, не заметил особых проблем с плаванием результата или шумами. Усреднял по сто выборок. В сравнении с DS18B20 показания шли почти 1 в 1, со смещением, которое поддаётся калибровке.

1 час назад, Cтарый сказал:

Не понятно про влияние каналов друг на друга.

+1, не совсем ясно

Как я понял из статьи ЛИ, при "переборе" каналов мультиплексором, оставшийся в кондере выборки-хранения заряд с предыдущего канала может играть роль при выборке текущего канала, создавая втекающий или вытекающий ток. Если импеданс по входу большой (мы же не знаем, вдруг там термистор на сто килоом, да и 10к тоже немало), это будет давать ошибку.

Но это довольно просто решается, путём установки буфера на ОУ и рц цепи после него, в статье это описано. Полно нынче кмоп рейл-ту-рейл операционников, всякие MCP6002, LMV358, мне лично понравились на 36в TP2272, есть ещё чуть подороже, зато с меньшим смещением и дрейфом TP1282

PS да и про точность не совсем понятно. Может имеется в виду разрядность... "Точность" 0,1 градус при шкале в 90 это +/-0,05% погрешность (ну то есть измерение "точно" в пределах 0,1 = +/-0,05 градуса). Такие градусники, имхо, под эталоны скорее подходят

Edited by Dӧppelganger_857
Link to comment
Share on other sites

Первые в мире сигнальные реле 5-го поколения от Hongfa

Компания Hongfa разработала и предлагает три новых семейства сигнальных реле 5-го поколения: HFD5, HFD5-K и HFD5-H. На данный момент Hongfa является единственным в мире производителем таких реле.  Высокие максимально допустимые значения коммутируемого напряжения, повышенное быстродействие и уменьшенная мощность для срабатывания реле при небольшом размере отличают реле нового поколения Hongfa. Новые реле подходят для систем автоматики, измерительной техники, телекоммуникационного оборудования, а также являются хорошим решением для малогабаритных портативных устройств. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Posted (edited)
38 минут назад, Dӧppelganger_857 сказал:

Усреднял по сто выборок.

Видно почерк ардуйнящика ))

 

 

38 минут назад, Dӧppelganger_857 сказал:

не совсем понятно.

Также настораживает вот это:

9 часов назад, Сид сказал:

термостабильности нет

 

39 минут назад, Dӧppelganger_857 сказал:

при замере температуры NTC 10k ардуинкой

Тоже делал на СТМ8 и усреднением 256 выборок, все стабильно было.

Edited by korsaj
Link to comment
Share on other sites

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. EVE является поставщиком аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей автомобилей.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Posted (edited)
41 минуту назад, korsaj сказал:

Также настораживает вот это:

10 часов назад, Сид сказал:

термостабильности нет

Термостабильность показаний градусника это интересный момент :)

41 минуту назад, korsaj сказал:

Видно почерк ардуйнящика ))

Полный костыль выглядел смешнее - в цикле loop стоял "таймер" на миллис с измерением внутри и счётчиком, дабы сформировать семплрейт порядка 250 герц, каждые 100  выборок счётчик сбрасывается, значение усредняется и обновляется переменная, отправляемая в метод вывода на дисплей, который сам находится в своём "таймере" на миллис со временем обновления порядка раз в полсекунды. Уж не помню, зачем я конкретно эти тайминги делал, может для того чтобы подавить 50 герц наводки на проводах в пару метров... Возня с "таймерами" нужна была для того, чтобы не мешать работать основной части программы, т.е. чтобы код не блокировался.

Edited by Dӧppelganger_857
Link to comment
Share on other sites

На то он и ардуйня. Он(а) формирует мышление которое потом усложняет переход на осмысленное использование всех аппаратных возможностей МК.

Ну а цикл с ветвлением по отсчёта таймера либо счётчика - стандартный прием (не зазорный).

Link to comment
Share on other sites

Господа добрый день. Я во время обучения в 80-х (электроприборостроение) тему микроконтроллеров пропустил, о чем немного жалею.   Я вообще - не разработчик, а образно говоря представитель заказчика, который немного понимает в метрологии и промышленной электронике.Так что название "Ардуйня", как некоторые пишут - не по адресу. Время тратить желания нет что-то этим  умникам рассказывать.

По существу :

Нет термостабильности -  это когда неудачное устройств на STM32 изменяет показания температуры датчиков, находящихся в термостате при изменении температуры окружающей среды, в которой находится МК (+-5 град окружающей среды  изменяет  показания на +-0,2 град примерно). Погрешность вносит линейный стабилизатор 3.3В на отладочной плате Blackpil, в STM32F401CEU6 питание АЦП и самого МК не разделены. 

Взаимное влияние каналов - это когда несколько термисторов находятся в термостате и показания температуры соответствующих им каналов в небольших пределах зависят от температуры другого датчика, находящегося вне термостата ( на 0,4 град при изменении температуры внешнего термистора  20 - 70 град). Дело не в опорном  напряжении, питающем делители термисторов.

Применен цифровой фильтр "скользящее экспоненциальное среднее". Количество обрабатываемых значений не знаю.  При нахождении всех термисторов в термостате значения температур стабильны.  Не устраивает вышеуказанное взаимное влияние каналов. Разбираться с причиной этого влияния смысла не вижу.  Оптимальное  решение - внешний прецизионный АЦП и МК/

Согласен с некоторыми  предположениями  Dӧppelganger_857.

Достаточно и 4 канала (если понадобится больше - два устройства). В качестве датчиков - именно термисторы. Прецизионные SMD 0306 обеспечивают  необходимую  минимальную  тепловую  инерцию, небольшие размеры, минимальное тепловое влияние проводов  подключения  к датчику и еще ряд требований.

Измерение температуры - первый этап.  Если кому-то из адекватных людей интересно - пишите. Железо соберем сами. Один экземпляр для отладки перешлем. Оплачиваем.

Link to comment
Share on other sites

18 часов назад, Сид сказал:

Погрешность вносит линейный стабилизатор 3.3В

Значит сделать внешний ИОН. Уж не знаю какой там у этой стмки вывод является входом для опорного напряжения, в крайнем случае, можно попробовать на любой вход АЦП повесить ИОН (типа TL431) и измерять сначала его, потом напряжение на датчике. Это должно скомпенсировать температурный дрейф опоры, которую использует АЦП МК, но способ довольно грубоватый.

18 часов назад, Сид сказал:

Взаимное влияние каналов - это когда несколько термисторов находятся в термостате и показания температуры соответствующих им каналов в небольших пределах зависят от температуры другого датчика, находящегося вне термостата ( на 0,4 град при изменении температуры внешнего термистора  20 - 70 град).

Это похоже на описанную выше проблему с токами АЦП. Решение всё то же - попробовать развязать входы мультиплексора МК при помощи буферных ОУ.

 

Link to comment
Share on other sites

18 часов назад, Сид сказал:

некоторые

Вот не надо меня так обзывать, есть ник, так и пишите!

По поводу обоюдного влияния датчиков, первым делом нужно увидеть схему. Если даже есть связь каналов во внутреннем мультиплексоре МК, то можно это проверить переключая неиспользуемый вывод мк на выход.

У СТМ есть отдельный вывод для питания аналоговой части и раз есть подозрения на термостабильность, можно измерить дрейф питания. 

Ну и конечно же про черную пилюлю трудно сказать что она идеальна.

Link to comment
Share on other sites

19 часов назад, Сид сказал:

Применен цифровой фильтр "скользящее экспоненциальное среднее".

Пробовал      Оверсемплинг     для измерения напряжения аккумулятора  на индикаторе с  512 делениями .  Визуально очень понравилось .

 

Для получения нужного результата обычно следует предусмотреть максимум возможного . И качество ИОН, и  питания тоже .

Link to comment
Share on other sites

Posted (edited)

Трехпроводная схема 5 минут работы модуля, замер АЦП gd32f330, не думаю, что он сильно отличается от STM, левая шкала градусы умноженные на 10. Датчик, ТПТ-3-1 100П/В/3 -50...150, подключен через LM224, частота выборок такая чтоб нивелировать 50Гц. Диапазон -50... 150 растянут LMкой от 0,6 до 3,2В (примерно), если настроить на диапазон 30...90, точность 0,05 наверняка будет.

Безымянный15.png

П.С. Бл... не увидел, что термисторы нужны в качестве датчиков. Схему показать не могу, не для себя делал, по тому, что написано можно сделать.

Edited by donec
Link to comment
Share on other sites

8 минут назад, donec сказал:

если настроить на диапазон 30...90, точность 0,05 наверняка будет.

А как все соеденино?

Link to comment
Share on other sites

23 минуты назад, donec сказал:

точность 0,05 наверняка будет.

Чтоб такую точность проверить вообще то прибор нужен с точностью 0.005.... , А он зараза стоит ну очень, очень дорого.............. ;-))

Link to comment
Share on other sites

22 часа назад, Сид сказал:

в STM32F401CEU6 питание АЦП и самого МК не разделены

Разделены. Другое дело, что скорей всего на черной пилюле они "свистят" дуэтом. 

1 минуту назад, oleg korotkov сказал:

вообще то прибор нужен с точностью 0.005

Ну так и эти же приборы как-то калибровали.  Где и что эталон температуры?

Почитал: скорости звука в газообразном гелии.

Link to comment
Share on other sites

57 минут назад, oleg korotkov сказал:

Чтоб такую точность проверить вообще то прибор нужен с точностью 0.005

Забудем на секунду что прибор с 0,05% это уже как минимум третья ступень эталонов :) понятно дело, что речь идёт о разрядности)

Link to comment
Share on other sites

Прочитал тему и не понял: это тема "поуговаривайте меня"? Что значит " готовое решение"? Почему это спрашивает "представитель заказчика"? Это проблемы разработчика. Дело представителя заказчика - проверить на соответствие ТЗ. И никакого умничания от того, кто заказывает музыку.

Пусть разработчик выбирает нужное железо и подключает его так, как описано в даташите. И как он сто раз уже делал. Это и есть "готовое решение". 

0,1% на температуре - это вообще не проблема. Если, конечно, это не быстропротекающий процесс. Но разработчик - он в курсе.

Да? Или скупой плвтит дважды?:D

Link to comment
Share on other sites

Posted (edited)
В 20.05.2024 в 12:37, Сид сказал:

с точность 0,1 град ... Нам в качестве датчиков нужны  термисторы.

Прежде, чем бросаться точные АЦП делать и народ озадачивать, вы б исходные требования обдумали. Почему именно термисторы? Они что, такую абсолютную точность имеют?
Про калибровку - что вы калибровать будете, по какому эталону?

Точность измерения ±0,1 градуса, и дискрет показаний 0,1 градуса - это две большие разницы.

Сначала определитесь, что вам нужно.

Edited by Lexter
Link to comment
Share on other sites

Самое готовое что вы сможете найти на рынке - отладочная плата, на выбранный АЦП, и достраивать остальные цепи вокруг них.

Например на приведённую ADS1220 есть отладка ADS1220EVM, конечно некоторые выходные резисторы нужно будет подправить для правильного смещения термистора. И добавить Достаточно точный ИОН для опорного напряжения АЦП и термистора.

В целом точность +-0.1*С легко достижима, но при соблюдении ряда условий -

Смещение термисторов должно быть таким, что бы при 30*С она была максимально близка к 0В, а при 90*С к опорному напряжению АЦП. Или наоборот. Если напряжения будут занимать не весь размах входного диапазона АЦП, вы будете терять значимые биты разрешения. Для этого может понадобиться либо отрицательное плечё ИОН, либо генератор тока для смещения

Резисторы, ИОН нужно выбирать не по точности номинала, а по температурной стабильности. Процентную точность номинала легко компенсировать калибровкой, а откалибровать прибор, показания которого зависят от температуры уже нет.

Из за нелинейности АЦП точек калибровки должно быть как можно больше, но не менее 3х

Прибор потребует калибровки эталонным термометром с точностью не менее 0.01 на всём диапазоне.

Link to comment
Share on other sites

3 часа назад, Joule сказал:

либо генератор тока для смещения

Внутри 1220 два источника тока с регулируемым током. Хотя для данных целей 1220 это явный оверкилл имхо.

3 часа назад, Joule сказал:

Из за нелинейности АЦП

Она компенсируется буферным ОУ по входу. Статью Л.И. выше кидали 2 раза. У 1220 этого вообще быть не должно...

3 часа назад, Joule сказал:

Прибор потребует калибровки эталонным термометром с точностью не менее 0.01 на всём диапазоне.

Таки да, если требуется именно точность 0,1 градус. И это интереснее всего в данной ситуации.

Если разрядность - то достаточно АЦП МК.

 

Пока что я вижу, что все советы в пустоту. Ждём результат...

Link to comment
Share on other sites

Posted (edited)

.

Edited by _abk_
Удалил за отсутствием смысла в этой теме вообще и толку от советов в частности.
Link to comment
Share on other sites

18 часов назад, donec сказал:

П.С. Бл... не увидел, что термисторы нужны в качестве датчиков

Сравнил изменение сопротивления NTC и ТПТ в диапазоне 30..90 градусов, на NTC в 6 раз изменение больше чем на ТПТ, т.е. на NTC точность можно получить больше.

Link to comment
Share on other sites

3 часа назад, donec сказал:

на NTC в 6 раз изменение больше чем на ТПТ, т.е. на NTC точность можно получить больше.

Вы пишите чушь.

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
  • Сообщения

    • У меня колонка ловит только на шнур питания
    • З,81??? Замер расстояние между крайними ножками и подели на 9.
    • 3 копейки по поводу питания от 0 вольт-согласен с кучей предыдущих ораторов. Низковольтные источники, до пары вольт в 99,999 случаях потребляют мА. Поэтому проще сделать банальный делитель на резисторах. Гораздо важнее функция ограничения тока, с которой можно например проверять низкоомные цепи.
    • Что то шаг лапок там побольше 2,54 будет, вроде как 5 ?
    • Скорее всего, вместо антенны,  внутри кусок тоню́сенького провода в красной изоляции и длиной не более 15 сантиметров.
    • Еще один книжка на халяву для вашего внимания. Ламповый усилитель своими руками. Элементная база ХХI века. Торопкин М.В., Андреев Д.А. Ламповый усилитель своими руками. Элементная база ХХI века (2016).pdf
    • Мне это было известно до этого вашего сообщения. Самый яркий пример - провода, с помощью которых преобразователь с мощностью сотни Вт - пару кВт подключается к аккумулятору 12В. Сечение этих проводов иногда приходится выбирать больше, чем это необходимо по условиям нагрева. Чтобы в них не было слишком большого падения напряжения. А то потерять 0,5В из 220В и из 12В - это 2 большие разницы. Под низким напряжением я имел в виду напряжение для питания конечных маломощных потребителей. Что вы имеет против того, чтобы освещение комнат и блоки питания мобильных телефонов и ноутбуков питать напряжением около 100 В? На постоянном токе нет утечек (пусть это и реактивная мощность) через паразитные ёмкости. Не падает напряжение на паразитных индуктивностях. Нет потерь на излучение радиоволн. Полностью исчезает поверхностный эффект. Так что железный рельс будет заполнен постоянным током равномерно по всему сечению. И, вообще, всё время мощность передаётся при максимальном напряжении. То есть при минимальной силе тока. В то время, как на переменном токе напряжение лишь иногда проходит через амплитудное значение.
×
×
  • Create New...