Jump to content

    
Sign in to follow this  
yanvasilij

Измерение температуры с помощью термопары

Recommended Posts

Доброго времени суток!

 

Впервые озадачился измерением температуры с помощью термопары. Схема на базе АЦП AD7792, взята, как есть из даташита:

 

post-69041-1455540972_thumb.jpg

 

Посидел, почитал, кажется, что разобрался, но вот уверенности нет. В связи с этим следующие вопросы:

 

1) Правильно ли я понял принцип измерения: Сначала измеряем термоэдс, и по ней вычисляем температуру (например при помощи градуировочных характеристик из ГОСТа); далее измеряю температуру холодного спая с помощью термодатчика на плате; далее вычитаю из вычисленной из термоэдс температуры температуру холодного спая и готово?

 

2) В качестве датчика температуры холодного спая заложен датчик KTY82/110, однако у этого датчика погрешность до плюс-минус 2 градуса. Получается, если я буду использовать методику, которую я описал в пункте 1, то погрешность измерения с термодатчика сразу возрастает на эти два градуса. Как же быть? Это нормально?

 

3) Измерительный канал нужно калибровать, значит ли это что нужно калибровать и канал измерения температуры холодного спая? Т.е. мне придется производить две калибровки первую на канале, где подключена термопара, вторую на датчике температуры.

 

4) Нужно ли вообще такую схему калибровать?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1) Правильно ли я понял принцип измерения: Сначала измеряем термоэдс, и по ней вычисляем температуру (например при помощи градуировочных характеристик из ГОСТа); далее измеряю температуру холодного спая с помощью термодатчика на плате; далее вычитаю из вычисленной из термоэдс температуры температуру холодного спая и готово?

Нет. Правильно иначе. По термодатчику вычисляется (по таблице) ЭДС, которую нужно добавить к измеренной, а из полученной величины - температура. При не очень большой комнатной температуре и хорошей линейности разница небольшая.

 

4) Нужно ли вообще такую схему калибровать?

А это - на Ваш вкус. И по Вашим возможностям - можете ли Вы организовать реперные температурные точки.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А в чем принципиальное отличие вычитания ЭДС, а потом вычисления температуры? Разве алгебраически это не одно и тоже?

 

По поводу калибровки я не ясно изложил суть. Мне не нужно калибровать термопару, предполагается, что мне будут подключать стандартные термопары. Получается единственное, что я калибрую, это свою схему измерения термоэдс, подключая ее, например, к калибратору и подавая эталонные значения напряжений. Схема, как можно убедиться, абсолютно линейна, нужно ли ее так калибровать или она уже должна измерять все достаточно точно? И если это нужно, то выходит что нужно отдельно еще таким же образом калибровать канал измерения температуры холодного спая?

 

А еще есть нелинейность термопары, которая и показана в ГОСТе... Так что ко всем чудесам еще и это...

 

Если я вычисляю температуру по термоэдс по градуировочной характеристике из ГОСТа, применяя линейную аппроксимацию в промежутках между точками градуировочной характеристики, это достаточный способ борьбы с нелинейностью?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest TSerg
А в чем принципиальное отличие вычитания ЭДС, а потом вычисления температуры?

..

Если я вычисляю температуру по термоэдс по градуировочной характеристике из ГОСТа, применяя линейную аппроксимацию в промежутках между точками градуировочной характеристики, это достаточный способ борьбы с нелинейностью?

 

1. Правильнее будет так, как Вам удобнее это реализовать в рамках допустимых погрешностей.

2. Арифметика и алгебра - этого достаточно, чтобы оценить погрешность интерполяции.

Share this post


Link to post
Share on other sites

yanvasiij, - а чего не хотите использовать например MAX31855? В ней датчик окружающей температуры встроенный, с точностью 1/16 градуса.

Не требует для себя никаких дополнений, интерфейс - SPI.

Выпускается в нескольких вариантах, откалиброванных на определенный вид термопары, но любую можно использовать для любой, если пересчитать на получающийся доступный температурный диапазон.

 

Что надо учесть: питание- 3 вольта только! Пять вольт не выдерживает.

 

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А в чем принципиальное отличие вычитания ЭДС, а потом вычисления температуры? Разве алгебраически это не одно и тоже?

Это тоже тоже не одно и то же. Для вникания представьте себе, что у Вас есть настоящий нулевой спай (в нуле С). Там Вы измеряете ЭДС, которую потом и нужно использовать. Представьте, также, что вы нашли на термопарных проводах точку с одинаковой (комнатной) температурой. И там измеряете вторым вольтметром. Немного подумать, - и все станет ясно.

 

это достаточный способ борьбы с нелинейностью?

Достаточность определяется интервалом интерполяции и Вашими желаниями.

Share this post


Link to post
Share on other sites
а чего не хотите использовать например MAX31855? В ней датчик окружающей температуры встроенный, с точностью 1/16 градуса.

 

В даташите сказано Internal Cold-Junction Temperature Error -2...+2 градуса (при TA = -20°C to +85°C ). Правда, на графике типичных характеристик картинка более заманчивая.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
В даташите сказано Internal Cold-Junction Temperature Error -2...+2 градуса (при TA = -20°C to +85°C ).
Да, я знаю.

Дело в том, что у нее есть небольшой (в этих пределах) температурный дрейф. Но поскольку свою температуру она нам сообщает, то его можно подсчитать и вычесть.

Во всяком случае полградуса я получал вполне стабильно и воспроизводимо; большая точность мне не была нужна.

 

Я так понял, что два градуса - это без всяких калибровок вообще: припаял, привернул термопару - и всё.

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я так понял, что два градуса - это без всяких калибровок вообще: припаял, привернул термопару - и всё.

С обычным недорогим "взаимозаменяемым" термистором на 0.2C можно легко получить 0.5С безо всяких калибровок.

Share this post


Link to post
Share on other sites
С обычным недорогим "взаимозаменяемым" термистором на 0.2C можно легко получить 0.5С безо всяких калибровок.
А не замучаюсь кривую аппроксимировать, до полградуса-то?

А встроенный датчик макса не только линеен, но и показывает непосредственно в градусах.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А не замучаюсь кривую аппроксимировать, до полградуса-то?

А какие проблемы? Вбиваете табличку с шагом в 1 градус, потом делаете кусочно-линейную аппроксимацию. Так гораздо точнее чем полградуса получается. Аль памяти на табличку не хватает или производительности проца на КЛА?

Share this post


Link to post
Share on other sites
С обычным недорогим "взаимозаменяемым" термистором на 0.2C можно легко получить 0.5С безо всяких калибровок.

Техас предлагает интегральные линейные датчики с точностью 0,2 градуса без калибровок с вольтовым выходом, и стоят копейки.

Я давно уже подумываю выкинуть HEL70x и не мучиться

Share this post


Link to post
Share on other sites
Техас предлагает интегральные линейные датчики с точностью 0,2 градуса без калибровок с вольтовым выходом, и стоят копейки.

То есть, +/- 0.2C. А термисторы есть и на +/- 0.05С. Причем, в отличие от полупроводниковых датчиков с "вольтовым" выходом, для измерения термистора не нужно дорогого прецизионного источника опорного напряжения, достаточно поставить точный эталонный резистор. Так что измерительная схема с термистором будет и точнее, и дешевле обойдется.

Share this post


Link to post
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.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  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.

Sign in to follow this