precizie senzor de temperatura

[XAN77]

@vlad_2770 de curiozitate spune te rog la ce folosesti senzorul, ce anume masori de te intereseaza modificarile foarte rapide. Eu cred ca daca vrei reactia rapida a senzorului, mai bine folosesti un senzor brut(analog), nu unu digital, ca si ala digital in el tot un termistor sau o jonctiune PN are iar partea digitala nu permite modificarea foarte rapida. Imi aduc aminte cand foloseam termistor crestea foarte repede, doar ca nu era crestere liniara si eu nu ma pricepeam, ca nici acum, la vreo formula ceva sa am o indicatie corecta. Poate Cirip daca e in tema sa ma lumineze cum s-ar face.

[vlad_2770]

La un analizor de TOC (http://us.mt.com/us/en/home/products/Pr ... amily.html) apa care intra nu are voie sa fie la o temperatura mai mare de 60 de grade. Exista un sistem de racire pe circuitul de apa dar persoana responsabila cu asa ceva mai uita sa il porneasca. Deja sau stricat doua si desi s-au dat in jur de 10000 euro nu se mai gasesc citiva euro pentru o termorezistenta rapida PT100 care si-ar face treaba bine.

[cirip]

In general procesele termice sunt lente, dar daca vrei sa faci o proiectare adevarata, procedura ar fi cam asa:Intai estimezi banda semnalului reprezentat de valoarea temperaturii. Pentru asta trebuie sa iei in considerare viteza de crestere a temperaturii in cazul unui salt rapid. E ceva de genul, pui focul la maxim sub un ibric cu apa si masori panta de crestere a temperaturii in grade/secunda.Exista o relatie care aproximeaza banda semnalului in functie de timpul de crestere intre 10% - 90% din valoarea finala. Relatia este Banda = 0.35/Tcrestere. De exemplu, un semnal care creste de la 10 la 90 de grade in 10 secunde (mi se pare foarte rapid), are banda de 0.35/10 = 0.035Hz. Un filtru trece jos cu frecv de taiere de cel putin 0.035Hz, nu va avea dificultati in a urmari variatia temperaturii. Poti sa maresti putin banda, sa zicem la 0.045Hz, ca sa ai un spatiu de garda.Conform teoremei lui Nyquist, frecvnta de esantionare minima ar trebui sa fie dublul largimii de banda. In cazul asta banda va fi cea a filtrului, adica 0.045Hz. Dublu inseamna 0.09Hz. In realitate este bine sa supraesantionezi ca sa usurezi munca filtrelor de reconstructie si anti-alias. Sa zicem ca supraesantionezi de 5 ori, deci frecv de esantionare va fi 5*0.09 = 0.45Hz. Rezulta o perioada de esantionare de Te=1/0.45 = 2.2s.Prima concluzie este ca esantionand la 1 secunda (parca asa ziceai), te incadrezi in exemplul de mai sus. Daca valorile tale sunt diferite, trebuie sa recalculezi.A doua ... Te incadrezi si in capabilitatile DSului. Din foaia de catalog, timpul maxim de conversie variaza intre 0.093 ... 0.75 secunde in functie de cati biti vrei (precizie) ptr reprezentarea temperaturii. Eu am testat si in cazul meu o conversie pe 12 biti dura cam 0.6s.Am cam scris un pomelnic, dar sper ca e clara procedura de principiu. Daca poti sa vii cu o valoare concreta a timpului de crestere 10% - 90%, refacem calculul si vedem ce e nevoie.Inca o observatie. In relatia aia recursiva de filtrare, in realitate parametrul a se determina din raportul dintre frecventa de taiere (la 3 dB) dorita si frecventa de esantionare. Nu am mentionat chestia asta ca sa nu complic lucrurile. Caracteristica filtrelor digitale depinde de frecventa de esantionare.Pentru XAN77Determinarea formulei corecte trebuie sa tina seama de cel putin 2 elemente neliniare: legea divizorului rezistiv si ecuatia Steinhart-Hart, care determina variatia termistorului cu temperatura si care este neliniara. Se mai poate folosi ecuatia parametrului B, care este in fond o aproximatie polinomiala a ecuatiei Steinhart-Hart.Sa presupunem ca ai un divizor cu R1 sus si R2 jos. Tensiunea de iesire e de forma Vout=Vin*(R2/(R1+R2)). Relatia este neliniara atat pentru R1 cat si ptr R2.Inlocuiesti R1 sau R2, depinde unde pui termistorul, cu expresia rezistentei termistorului in fct de temperatura. Apoi, prelucrezi relatia ca sa obtii T=f(Vout), in care Vin si cealalta rezistenta sunt constante. Vout este masurata cu ADul.Aceasta ecuatie trebuie sa fie calculata in procesor, daca vrei sa obtii temperatura corecta. Nu este exclus sa obtii ceva transcendent si sa nu poti ajunge la o forma analitica frumoasa. In mod garantat vei avea ceva logaritmi sau ridicare la putere. In cazul asta te scoti tot cu o aproximare polinomiala gen serie Taylor sau alta metoda mai pricopsita de aproximare ("curve-fitting", daca vrei sa cauti pe gogu). Pfff ... Gata!Cirip

[vlad_2770]

cirip multumesc foarte mult pentru explicatii si sper sa dea Dumnezeu sa nu fie sterse vreodata de pe forum!!! Sunt foarte pretioase informatiile din cele doua raspunsuri date de tine.

 

La mine problema este cam asa, sunt niste furtunase din plastic mai special care au maxim diametrul exterior de 4 mm prin care circula apa provenita dintr-un vas. Este vorba despre apa purificata si temperatura apei din vas (un tanc de 2-3 m3) se invirte in jurul temperaturii de 90 de grade. Aparatul care testeaza puritatea apei nu poate sa primeasca apa asa fierbinte si atunci acele furtunase trec printr-un fel de refrigerent care raceste apa care circula prin furtunase. Cum suntem in Romania si ECONOMIA DE ORICE ne maninca, cum instalatia nu functioneaza tot timpul si apa care curge prin sistemul de racire trebuie oprita. Operatorul de pe acest utilaj, dimineata porneste instalatia dar s-a mai intimplat sa mai uita se mearga pina undeva in spate sa dea drumul si la robinetul de apa ca sa raceasca apa ce intra in analizorul de puritate a apei. Si o data a fost fatal. Din pacate distanta furtunasului care iese din acest sistem de racire si pina la analizor este cam de 1 metru. Deci daca se uita sa se deschida robinetul eu in mai putin de 5 secunde am apa fierbinte pe furtunas care ajunge in analizor. Cum acesta este din plastic care nu permite un transfer foarte bun a temperaturii (nu ca teava din cupru sau aluminiu) sarcina devine destul de dificila. Ca eu in mai putin de 5 secunde sa depistez ca temperatura a crescut. Eu folosesc un senzor TC74 acum care permite 8 citiri intr-o secunda. Am ales sa fac 4 citiri intr-o secunda. Are capsula TO-220 deci imi permite sa il fixez destul de bine pe o bucata de aluminiu sau cupru care va fi prinsa de-a lungul furtunasului. Singura problema este ca el sa reuseasca sa simta o diferenta de minim 6-8 grade in mai putin de 5 secunde ca sa poata sa avertizeze sonor operatorul ca a uitat sa deschida robinetul.

 

Pina acum am folosit relatia ta (chiar si prima este corecta) si pentru un b = 0.05 am vazut ca nu mai am pentru moment fluctuatii la citirea senzorului si daca prind senzul intre doua degete cam in 3-4 secunde ar simti o crestere de 4-5 grade (de la 25-26 de grade pina la 30-31 de grade. Deci parca ar merge. Oricum este loc si de mai bine si inca nu m-am apucat sa rumeg cea ai scris tu in seara asta. Oricum foarte folositor mi-a fost fisierul in excel. Cu ce ai mai scris si in seara asta totul sigur va putea fi rezolvat.

Inca o data iti multumesc pentru informatiile foarte pretioase pe care le-ai scris. Mi-ai crutat minim 4-5 zile din viata. Altfel trebuia sa gasessc singur documente si sa le citesc pentru a ajunge la esenta prezentata de tine mai sus.

[Liviu M]

Da' nu mai bine "automatizezi robinetul" de apa de la sistemul de racire? Ceva de genul: pornit cazanul, porneste si apa de racire, oprit cazanul se opreste si apa rece.

[danb1974]

eu cel mai prost senzor digital cu care am lucrat a fost LM75.

Interesant, tinind cont ca si astea sint calibrate din fabrica. Singurele chestii care imi trec prin cap e sa fie alimentarea curata si daca sint la distanta arata in application notes cum se leaga ca sa compenseze capacitatea cablului.The LM35 does not require any external calibration or trimming to provide typical accuracies of ??°C at room temperature and ??°C over a full -55 to +150°C temperature range. Low cost is assured by trimming and calibration at the wafer level.

[sofian]

eu cred ca problema ta este de la acele furtunase de plastic care nu sunt conducatoare de calduradaca pe traseul de apa poti pune ceva de cupru sau metal,iar pe acel metal sa pui senzorul ar fi mult mai bine

[cirip]

cirip multumesc

Pentru putin. Ma bucur ca ti-am putut fi de folos.

Cum acesta este din plastic care nu permite un transfer foarte bun a temperaturii (nu ca teava din cupru sau aluminiu)

Aici intram la alt articol al Codului Penal. Viteza cu care "raspunde" senzorul este dependenta de rezistenta termica dintre fluidul masurat si senzor. Este un fel de circuit RC termic format intre rez. termica si capacitatea termica a senzorului. Ca sa raspunda repede, constanta de timp trebuie sa fie mica. Cum se rezolva asta? Pai incerci sa micsorezi R si/sau C. La C nu prea poti sa umbli, asa ca muncesti la R.

Un amic al meu, care se freaca pe forum din cand in cand, a construit la strung o teaca metalica din alama, ca un fel de teava astupata la un capat. In teava a bagat vaselina siliconica si a scufundat DSul in vaselina. Teaca a bagat-o in fluid. In felul asta a protejat DSul de umezeala si a asigurat un contact termic bun. Daca imi permite, o sa postez o poza. El nu are nevoie de raspuns rapid la ceea ce a construit, dar cred ca a realizat cel mai bun cuplaj termic posibil. Cred ca daca inserezi o bucata de teava de cupru pe circuit, asa cum propunea si Sofian, si fixezi bine senzorul cu ceva vaselina siliconica, obtii viteza maxima de raspuns.

 

Cirip

[vlad_2770]

Multumesc de sfaturi. Ramane sa vad cum ma invart .

[deep-blue]

Imi dau si eu cu parerea (ca tot e zi de vot azi): ziceai ca un operator uman da drumul la instalatie: cum se face aceasta operatie ? Nu poate ca in momentul in care a pornit instalatia sa comande simultan si deschiderea apei reci printr-o electrovalva (dupa cum zicea si Liviu M) ? Din descrierea ta nu am inteles de ce te complici cu masurari de temperatura.Si daca nu se poate altfel, nu mai bine pui un furtun mai lung ? Ma gandesc si ca o insertie a unei piese facute "la pila" ar putea afecta rezultatul mauratorii.