Měření teploty s přesností 0,1°C s použitím čidla Pt100

[Machna]

Zdravím všechny bastlíře ...

Mám takovej problém. Dostal jsem za úkol postavit digitální teploměr, který měří teplotu s přesností 0,1°C. Z počátku jsem požadavku přesnosti nepřikládal velikou váhu. Existuje přeci spousta integrovaných digitálních senzorů třeba se sériovým výstupem.

...Jenže ouha nejpřesnější z těchto senzorů sotva dosahují přesnosti 0,5°C.

Zjistil jsem, že požadované přesnosti lze dosáhnout pouze použitím platinového kovového čidla (např. Pt100 - 100R při 0°C). Už dva dny brouzdám internetem a snažím se najít nějakou inspiraci na stavbu teplotně kompenzované analogové části teploměru. Našel jsem pouze nějaký článek v Amaru, ale má to své mouchy.

Nemáte někdo zkušenosti s platinovými senzory teploty?
Hodil by se mi i nějaký šikovný odkaz na web.

Díky. Ladas

[jasin]

Stavěl jsem kompenzované zapojení s dvěma OZ, ale přesnost 0,1% se nepodařilo v rozsahu -40 až +80 °C docílit. Analogové zapojení nedokáže s takovou přesností aproximovat křivku platiny. Jedině v menším rozsahu.

Asi nezbyde než použít procesor, který z naměřené hodnoty odporu vypočítá údaj teploty. Potřebuješ k tomu vědět typ PT a k němu příslušný vztah. Nebo budeš muset naměřit tabulku a regresní rovnici si vypočítat (doporučuji Excel).

[Crifodo]

Měřit s přesností 0,1° bude docela honička. Pt100 má sice mírnou, ale přece jen nelinearitu, což věc komplikuje. Pro přesné měření je navíc potřeba třívodičové připojení pro vyloučení odporu přívodního kabelu k svorkám Pt100. Myslím že bez použití výpočetní techniky se neobejdeš, buď jednočip + program nebo prostě koupit nějaký A/D převodník pro Pt100. Pojmem je v tomhle sortimentu firma Jumo.
Můžeš zkusit postavit měření okolo integrovaného obvodu, proměřit typickou chybu a dopočítávat z tabulky kompenzaci, ale nevím jestli je rentabilní trávit mládí na vývoji, pokud se jedná o jeden kus.
http://www.analog.com/UploadedFiles/Dat ... DT70_0.pdf
http://www.hw.cz/Teorie-a-praxe/Dokumen ... ploty.html
http://www.amplifier.cd/Technische_Beri ... rement.htm
a nebo nadějně vypadá
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/ap ... umber/3450
hodně štěstí

[Machna]

S použitím mikroprocesoru samozřejmě počítám. Tento teploměr je součástí poměrně složitého systému. Pro stručnost dotazu jsem to více nerozváděl.

Počítám s linearizací průběhu Pt čidla polynomem 3.stupně. Údaje o čidle mám k dispozici. Jedná se mi spíše o způsob převodu odporu čidla na napětí vhodné pro zpracování A/D převodníkem. (cca 0-5V)

Podle údajů výrobce by čidlo mělo být napájeno ze zdroje konstantního proudu 1mA. Napadlo mě použít známé zapojení pro čidla KTY, kde se čidlo zapojí do zpětné vazby neinvertujícího zesilovače.

Bohužel jsem na internetu nenašel nic užitečného....

[Machna]

Děkuji Crifodo.

Na první 3 odkazy jsem taky narazil při brouzdání netem. Zaujal mě však 4. odkaz na stránky Maximu. Zkusím se tím nějak prokousat.
Jde sice o výrobu pouze jednoho kusu, ale bohužel se jedná o moji Bakalářskou práci, takže mi nic jiného nezbývá ....

Jen pro úplnnost ...
Nakonec by to měl být elektronický záznamník teploty,vlhkosti a atm. tlaku s komunikací Bluetooth.
Taková hračka která bude viset v laboratoři na zdi a když k ni přijdeš třeba s mobilem (který má odpovídající software) tak se naváže komunikace a budeš si moci prohlédnout průběh veličin půl roku nazpět (grafy, statistiky,...).

[Crifodo]

tak snad sestrojit teplotně kompenzovaný zdroj proudu nebude tak složitá věc:)) třeba s LT1019, ne?
tohle vypadá taky zajímavě http://www.elecdesign.com/Articles/Arti ... /4379.html
je tam vtipně řešená kompenzace pomocí digitálního teploměru. Možností je určitě halda, jestli ti nedělá problém výpočetní část, asi by se to dalo uplácat z průměrných součástek a pak porovnáním s laboratorním teploměrem sestavit cejchovní křivku, pokud v zapojení nebude nic, co bude dělat nahodilou chybu, jako studeňáky na svorkách nebo chrastění trimrů a korigovat to softwarově.

[SMITH]

Snaï ti to pomôže. V prevodníkoch ktoré použivame PT100- 4až20mA sú použité IC rady XTR1XX napr XTR103AP. Zapojenie je jednoduché,len cena obvodu je hrozná cca 500 penez

[ViPali]

Ak budeš linearizovať pomocou polynomu, tak ti asi nebude robiť problém štatistika. Ak pri meraní teploty 6x nameráš 23°C a 4x 22°C, tak by tam mali platiť štatistické vzťahy, že skutočná teplota je 22,6°C. Nejaký podobný program bol v TI58 (a určite bude v Excel), použil som to v diplomovke, ale to už je dáááááávno.

Taktiež zastávam názor, že v zariadení by malo byť minimum železa a maximum myšlienok.

[Návštěvník]

Ten obvod XTR103AP vypada opravdu slibne...

[toom]

Popripade bys mohl zkusit IO MAX6680 a MAX6681 obsahujici system pro peesne dvoukanalove mereni teploty. Jeden kanal merici teplotu pomoci polovodicoveho cidla na vlastnim cipu, druhy externim cidlem tvorenym prechodem PN ve vzdalenem miste. Tim muze byt tranzistor typu NPN nebo PNP zapojeny jako dioda. Rovnez je mozne naprogramovat,
ktery senzor a jaka hladina teploty zpusobi, ze pri jejim dosazeni je aktivovan signal, ktery napr. snizi hodinovy kmitocet procesoru nebo vypne monitorovany system. Dvouvodicove seriove rozhrani akceptuje i príkazy standardu SMBus. MAX6680 a MAX6681 mohou pracovat take autonomne,
s programovatelnou rychlosti vzorkovani 4 nebo 8 Hz. Podle teto volby
je hodnota teploty je vyjadrena bud slovem o 10 bitech a znamenkovym bitem s rozlisenim 0,125 °C nebo 7 bity a znamenkem pri rozliseni 1 °C. V rozsahu +60 °C az +100 °C neprekroci chyba mereni ±1 °C. Jo a dalsi vyhoda je to, ze si muzes nechat poslat vzorky.

[Návštěvník]

Ahoj Tome.

Problém je však v tom, že musím bezpodmíneènì dosáhnout chyby max. 0,1°C. Pokud píšeš, že s tìmi obvody dosáhnu chyby max. 1°C (a to ještì +/-), tak mi to moc nepomùže.

Ale stejne diky za odpoved. Projistotu se mrknu na datasheety. Mozna jsem to jenom spatne pochopil

Machna

[Machna]

Omlouvám se spletl jsem tvoji přezdívku

[toom]

To nic, to je ok, ale pokud si dobre cetl, tak tam mas, ze rozliseni je 0,125°C. Vim, ze si psal, ze potrebujes 0,1 °C, ale pri mereni teploty si myslim, ze je nejakych 0,025 °C zanedbatelnych

[Machna]

Promin ... nechci Te poucovat, ale je zasadni rozdil mezi presnosti (accuracy) a rozlišením (resolution).

Ja potrebuju dosahnout presnosti 0,1°C.

Uvedu Ti priklad: mam k dispozici cidlo teploty od fy Sensirion, ktere meri teplotu s rozlisenim 0,01°C (delka slova 14bitu), ale presnost samotneho senzoru je "pouze" 0,4°C.

V praxi to znamena, ze cidlo na svem vystupu muze ukazovat treba udaj 12,15°C, ale tento udaj je zmeren s presnosti (+/-)0,4°C. To znamena, ze realna hodnota teploty muze byt z intervalu 11,75°C az 12,55°C.

Machna

[Crifodo]

nechci se plést do debaty, ale měřit teplotu místnosti ať už s rozlišením nebo s přesností 0,01 ° je spíš hračička:) a asi i 0.1°. Cirkulací vzduchu, sáláním atd. tam najdeš zóny +- 4° jako nic Možná v nějakých speciálních aplikacích v bolometrii nebo tak, tam bych tomu ještě rozuměl..