Pull to refresh

Comments 20

Размещение датчиков температуры на макетной плате

Похоже у вас есть самодельные соединительные провода? Из чего делали?

Для проводов используются соединители BLS (DS1071) с шагом 2,54, можно BLD 2.54. При этом пластиковая часть не нужна, берете только контакты. После обжимки (или пайки) на провод контактной части, её нужно поместить в термоусадку диаметром 2 мм. Выигрыш такой сборки в том, что "рабочая часть штыря" доходит до контакта, т.е. получается немного длиннее.

Спасибо, это гнезда? А штырьки?

Штыри используются от соединителе PLS-40 (DS1021-1x40)

При изменении температуры должны были изменится сопротивления резисторов. Также при изменении температуры источник опорного напряжения поплывет немного. АЦП на разных температурах работает по разному. Я так понимаю коррекция не производится.

Поэтому тест не корректен. Цифра делает всю коррекцию сама, а вот за аналоговые сенсоры все это нужно делать вручную.

Да, действительно, в проведённом сравнении много вносимых погрешностей. Изменение характеристик компонентов из-за нагрева или охлаждения неизбежно и программной коррекции не производится. Проверки дают скорее качественное, а не количественно представление. И средства испытаний, давайте признаем, используются не поверенные. Все зависит от вашей задачи, делаете ли вы медицинский градусник или термореле, нужно ли учитывать обозначенные вами явления или нет.

Это вообще не сравнение, а так, набор цифр и графиков.

Во-первых, с чего вы взяли, что все датчики должны вам показать цифра в цифру? Если почитать описания на датчики, то на ds18b20 и на stlm75 дают точность +-0.5°С при комнатной температуре, что спокойно может дать 1°С расхождения между двумя датчиками. Lm335 вообще даёт без калибровки ошибку до 3°С при комнатной температуре и до 5°С во всем диапазоне в версии А, для остальных до 5°С при комнатной и до 9°С во всем диапазоне. Остальные мне лень смотреть, но там примерно то же самое.

Во вторых для таких исследований необходим опорный термометр. Не стану совсем занудствовать про поверку и реестр средств измерения, но он должен быть калиброван и обладать точностью желательно на порядок выше точности исследуемого датчика. Можно взять например lmt70, для которого заявлена точность +-0.13°С при комнатной температуре, типичное значение 0.05°С.

Сравнение датчиков температуры - серия из трех публикаций, интересующая вас информация по точности датчиков приведена в первой части. Опорного термометра и термокамеры, в моем распоряжении не имеется. Изначально не планировалось делать какого-либо сравнения, я взял два датчика и просмотрел как они ведут себя вместе. Но поскольку добавить датчиков ещё оказалось не сложно, было принято решение собрать все на одной макетке и объединить в небольшой обзор. Датчики выбирались из тех, что были под рукой. Приведённая информация не претендует на академическую точность, тем не менее как сам материал, так и его обсуждение могут быть полезны другим инженерам.

ИМХО, инженерная полезность сомнительна, ибо погрешность и разброс показаний датчиков заявлены производителями. В статье сделан уклон на изменение показаний датчиков с учётом изменения температуры среды измерения. Не помешало хотя бы сделать повторные испытания, например, с обдувом боарда с датчиками кулером на 80 или 120мм, и сделать выводы.

так и к такому выводу пришли и производители ЭБУ.
когда мозги были "слабыми", тот же бош (м1.5.3 и древнее, м1.5.4, отечественные "клоны" микас 5.3, 5.4) в своих поделиях использовал датчики температуры типа lm235, чтобы не производить вычисления, а сразу использовать значения ацп, благо, в автомобильном диапазоне -40..+125 они заявлялись как рабочими.
позже везде перешли на обычные ntc резисторы, с сначала таблично-линейной аппроксимацией, позже — просто рассчитывая значения.

Не помню, отмечен ли тот факт, что термодатчик микроконтроллера измеряет температуру именно микроконтроллера. В давние времена лично наблюдал вполне миленькую экспоненту, когда программа нагревала МК, выведенный из режима "Стоп".
Неохота также лезть за справочными данными на MAX6675. Может с арифметикой что-то не то, раз она не измеряет "минус"?
Про NTC-термистор — есть app. notes по линеаризации передаточной характеристики параллельным резистором у AVX и TDK-Epcos.


Напоследок (если было в предыдущих статьях или комментариях — повторим) — не путаем разрешающую способность с точностью. Первая — всегда лучше второй. Например, для LM75 производства NSC — разрешение 0,5 °C (8 бит + знак в диапазоне от 125 до минус 55 °С), а точность ±3 °С (без калибровки).

Самая большая ошибка данной платы - отсутствие вентилятора обдува датчиков. Многие не могут себе представить, что на расстоянии нескольких сантиметров температура воздуха может отличатся на градусы.

Размещение платы с датчиками под вентилятором
Размещение платы с датчиками под вентилятором

Это не очевидно, датчики находятся на одной плате в безветренном помещении. Откуда взяться локальным точкам нагрева или охлаждения? Но вероятно вы правы, при размещении платы под вентилятором наблюдается сближение показаний для цифровых датчиков. Показания аналоговых остались без изменений.

Обдув платы выключен
Обдув платы выключен

После выключения обдува показания начинают разбегаться. Наверное в неоднородности температур воздуха и кроется основная причина наблюдаемой разницы показаний. Благодарю за комментарий.

Вы не поверите, но цифровые датчики, как и просто терморезисторы, выделяют тепло. Что в малых закрытых объёмах может приводить к искажению картины измерений.

Вот почему термопары считаются лучшими измерителями температуры. Через них не течёт ток, способный вызвать обнаружимый нагрев. В нормальных измерителях с термопарами входное сопротивление меряется мегомами. По сути, измеряется эдс.

К стати, а чего так разбежался график для MCU и LM335 примерно на 405 секунде?

Есть отличная книга Уильяма Зинсера, автор отмечает, что обороты вроде: разумеется, естественно, вы не поверите и т.п., засоряют нашу речь. Умение доносить информацию по существу дано не всем.

Я с вами (и с Уильямом Зинсером) абсолютно согласен. Просто приходится быть предельно вежливым, чтобы иметь возможность оставить комментарий хотя бы раз в 5 минут.

А вопрос повторю - есть идея, чего так разбежался график для MCU и LM335 примерно на 405 секунде?

Считаю что проблема кроется в показаниях АЦП микроконтроллера. Алгоритм опроса построен так, чтобы в один момент времени опрашивался только один датчик. Так я рассчитывал сгладить проблемы схемы питания, поскольку наблюдал сильное искажение показаний из-за шума питающих 3.3 В. Чтобы быть хоть как-то уверенным в результате, дополнительно производится контроль напряжения при помощи внутреннего источника опорного напряжения, об этом сказано в первой части публикации. Для себя я сделал вывод, чтобы адекватно оценить аналоговые датчики, макетной платы недостаточно, нужно трассировать отдельную плату по всем правилам. Считаю выбросы показаний результатом шума.

Вы не поверите, но цифровые датчики, как и просто терморезисторы, выделяют тепло. Что в малых закрытых объёмах может приводить к искажению картины измерений.

Цифровые датчики обычно потребляют ток в районе 0.5-1.5мА в момент измерения и микроамперы или даже десятые микроампера в режиме ожидания. Если не гонять их в постоянном цикле измерений, а измерять температуру раз в несколько минут, никакой такой датчик не успеет нагреться настолько, чтобы дать погрешность в 0.5°С или более (а в реальности намного меньше).

Вот почему термопары считаются лучшими измерителями температуры.

Кем считаются?

если бы мне пришла в голову мысль проверить точность и разброс показаний термометров, я бы предпочел их прикрутить к медной пластине, так измеряемая температура будет иметь более близкие значения, чем в случае свободно обдуваемых датчиков.

Sign up to leave a comment.

Articles