Jump to content

    
Sign in to follow this  
Слесарь

Изоляция, энертность, точность датчика DS18S20 в металл капсуле

Recommended Posts

Здравствуйте!

Надеялся на безупречную точность датчика DS18S20, но столкнулся с таким явлением:

 

Датчик подключается к схеме тремя проводниками, то есть, питается не паразитно.

 

termosensor.jpg

 

Датчик помещен в капсулу из нержавеющей стали.

 

Control_unit_the_Washing_machine_new24.jpg

 

Для обеспечения изоляции на уровне 600В, дно капсулы было покрыто слюдяной проградкой, толщиной порядка 1мм. Сам датчик диаметрально обмотан изолентой с толшиной слоя порядка 2мм. Своим торцом(противоположным выводов) датчик упирается в слюдяную прокладку.

Снаружи капсула загерметизирована эпоксидным составом.

 

Датчик в капсуле крепится на нагревателе, как видно на фото. Нагреватель с датчиком крепится на баке с водой. Вода в баке постоянно перемешивается и датчик постоянно омывается максимальной температурой в баке. Не так, что вверху горячо, а внизу холодно.

 

Control_unit_the_Washing_machine_new26.jpg

 

Капсула соприкасается с водой только частью обьема, но той частью где распологается датчик.

 

При проверке я выявил такую температурную картину:

 

Датчик - Термометр

 

28 - 28

32 - 33

41 - 44

64 - 66

66 - 72

71 - 78

75 - 81

80 - 88

83 - 91

87 - 97

89 - 99

остывание, откл нагрева

89 - 96

86 - 93

83 - 89

 

Программу снимающую показания датчика проверил, ошибки не выявил.

Полагаю проблема в том, что часть гильзы не соприкасающаяся с водой снимает часть тепла, по этому датчик регистрирует не полную температуру.

Как с этим бороться? Первое что приходит на ум, это заполнить гильзу с датчиком трансформаторным маслом.

Что посоветуете? Но необходимо обеспечить электробезопастность на уровне 600В.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Что посоветуете? Но необходимо обеспечить электробезопастность на уровне 600В.

 

 

У стали вообще теплопроводность невысокая. Да еще плюс слюда ... Вы хотя бы медную гильзу взяли...

 

А для чего вам это ? Если для поддержания температуры, то там электроника, наверное, не нужна. Разбирал свой нагреватель, Аристон на 80 литров. Так там вообще никакой электроники нет. Регулятор - релейный. В нагревателе есть дырочка, точно такая, как вы просверлили для своего датчика. Туда вставляется длинный металлический щуп, видимо, с биметаллической пластинкой, которая замыкает контакты реле, когда температура падает ниже нормы. Работает годами. Бак сгнил за 5 лет, а этой штуке хоть бы хны. А еще у Аристона есть термометр. Тоже без всякой электроники. Выглядит как небольшой цельнометаллический цилиндрик, из одного из оснований которого выходит вал, на который насажена стрелка. Другим основанием цилиндрик плотно прижат к верхушке бака. Цилиндрик я не разбирал, но и там, похоже, биметаллическая пластинка. Все. Никакой электроники.

 

P.S. а еще можно поизучать, как это сделано в тех же стиральных машинах. Да мало ли где может применяться такая штука ?

 

P.P.S. Если все-таки говорить о вашем датчике, то я бы помещал его в глубину бака. Например, сделайте щуп из медной трубки, длиной хотя бы см. 30 (исходя из размера бака). Конец щупа нужно запаять. И этот щуп, а не сам датчик, засунуть в дырочку. Место стыка загерметизировать. Или подыскать готовый ТЭН, уже с трубкой, как в Аристоне. А вот уже в эту трубку вставлять датчик. Как-то так ...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вода в баке перемешивается, можно предположить что температура воды по всему обьему бака, одинакова.

Требуется точность на уровне +- 0,5 градуса, мне это необходимо для будущих разработок.

Медная гильза неизвестно как себя поведет в агрессивной среде. Я думаю причина не в теплопроводности, а в варианте крепления гильзы и длине гильзы. Действительно, большая длина гильзы возможно увеличит точность датчика, так как я так же предполагаю что тепло теряется в непогруженной части гильзы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Полагаю проблема в том, что часть гильзы не соприкасающаяся с водой снимает часть тепла, по этому датчик регистрирует не полную температуру.

 

Снимает часть тепла кусок гильзы, вставленный в крепеж, плюс провода датчика. Ситуацию наверняка можно улучшить, залив микросхему в гильзе, например, теплопроводящим компаундом для герметизации силовой электроники. И провода подвести к пикросхеме тоненькие, например, сделав переход от кабеля к микросхеме тонким обмоточным проводом, и обеспечив механическое крепление кабеля как-то иначе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Медная гильза неизвестно как себя поведет в агрессивной среде.

 

Бронза. Любой слесарь (и вы в том числе) знает, что бронзовые краны и вентили годами работают и в холодной воде, и в кипятке, и дома, и в сырых подвалах, и ничего им не делается, если только резьбу не сорвать. Вырежьте трубку из бронзы. И в нее, в эту сухую внутри трубку, вставьте датчик ...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Все эти мучения вызваны отсутствеием развязки с сетью?

А в чем мучения? Стот раз сделать, как остальные можно штамповать чисто на автомате.

 

Да. Нет развязки. В том устройстве что делаю, фабричные варианты в 80% случаев не имеют развязки по питанию. видимо это нормально.

 

Предлагаете усложнить схему и организовать развязку?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Первое что приходит на ум, это заполнить гильзу с датчиком трансформаторным маслом.

зачем масло? паста КПТ-8

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да. Нет развязки. В том устройстве что делаю, фабричные варианты в 80% случаев не имеют развязки по питанию. видимо это нормально.

 

Так и воспользуйтесь фабричным развязанным датчиком, испытанным на заводе полутора киловольтами переменки, а не лепите на коленке из слюды.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Предлагаете усложнить схему и организовать развязку?

Именно. Это даже усложнением не назвать. А мучения Ваши только начались.

Заполнив капсулу трансформаторным маслом (например), чем Вы будете её герметизировать? Эпоксидкой?

Долго ли сохранится герметичность при циклическом нагреве/охлаждении?

Ваше упрямство достойно лучшего применения.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Именно. Это даже усложнением не назвать. А мучения Ваши только начались.

Заполнив капсулу трансформаторным маслом (например), чем Вы будете её герметизировать? Эпоксидкой?

Долго ли сохранится герметичность при циклическом нагреве/охлаждении?

Ваше упрямство достойно лучшего применения.

Придумаю че-нить альтернативное. Изолированый цифровой датчик мне так или иначе пригодится в будущем.

Как вариант, действительно, все должно решится удлинением гильзы

 

зачем масло? паста КПТ-8

Такая паста у меня есть, необходимо почитать о изолирующих свойствах этой пасты.

 

Так и воспользуйтесь фабричным развязанным датчиком, испытанным на заводе полутора киловольтами переменки, а не лепите на коленке из слюды.

А что это за датчик работающий по протоколу 1-wire ?

Дай ссылку если не трудно?

Share this post


Link to post
Share on other sites
...надеялся на безупречную точность датчика DS18S20, но столкнулся...

 

вы измеряли с учётом инертности или нет? сам датчик, без каких-либо трубок имеет инертность около 5 минут (относительно воздуха).

 

дискретность - 0,06 градуса (двадцать первый имеет 0,01)

 

погрешность - см. по паспорту

 

удачи вам

(круглый)

Share this post


Link to post
Share on other sites
При проверке я выявил такую температурную картину:

Датчик - Термометр

28 - 28

32 - 33

...

87 - 97

89 - 99

...

1)Термометр прошел метрологическую поверку, или вы его только вчера купили в соседней аптеке? Вы уверены, что показания термометра в эксперименте ближе к истине, чем показания датчика?

2) Для выравнивания температурного баланса среда1_(вода)-датчик-провода-среда2_(воздух), следует обеспечить равномерный прогрев не только самого датчика, но и соединительных проводов, по крайней мере в таком объеме, чтобы масса меди проводников была не меньше массы датчика. Лучше - в несколько раз больше. Т.е. нужно греть не только датчик, но и, как минимум, полметра провода. Поэтому вариант с длинной трубкой (да еще и заполненной маслом или термопастой), который вам предложили выше, будет самым оптимальным.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1)Термометр прошел метрологическую поверку, или вы его только вчера купили в соседней аптеке?

Раз термометр может измерять (от 0 ?) 100 С, то он ртутный. В аптеке такой не купишь. Такие термометры дают не хуже градуса.

 

вы измеряли с учётом инертности или нет? сам датчик, без каких-либо трубок имеет инертность около 5 минут (относительно воздуха).

Автора десятые и сотые не интересуют, поэтому никак не 5 минут, а меньше.

 

Такая паста у меня есть, необходимо почитать о изолирующих свойствах этой пасты.

Поберегите пасту для правильного применения...

Раз Вы такой рукастый, найдите стеклянную трубочку подходящего диаметра, запаяйте ее с одного конца - получится пробирочка. В нее... парафин... воск... с маслом... что найдете подходящее, расплавьте, чтобы прилегало. Попробуйте нагревать.

Сначала без датчика - трубка может лопнуть.

Вариант 2 - залейте эпоксидной смолой.

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