Как работать с термопарой?

Sep 01, 2004 Last reply: 21 years ago 73 Replies

Доброго времени суток!



Есть задачка: сделать отн. примитивный терморегулятор на электро- печку (а не купить готовый :-) ). Диапазон - +50...1200 гр.С. Само-собой, перед регулированием надо мерить температуру с термопары. Термопара - то ли ТХА, то ли платина-родий, торчит штатно в печке. Точность измерения температуры - устроит в пределах +/- 5 гр.С. Раньше с термопарами дел не имел.



Порылся в тырнете и выяснил, что существует проблема компенсации холодного спая(?), м.б. выразился не совсем правильно. Как я понял, при соединении концов термопары с вводными клеммами прибора появляется дополнительная(-ые) паразитная(-ые) термопара(-ы), которая вносит свою погрешность в сигнал "горячего" спая термопары. Погрешность зависит от температуры в месте подключения концов термопары. Для компенсации погрешности предлагают способ борьбы с явлением - ставить датчик температуры в месте подключения и, как я понял, вычитать эту температуру из вычисленной основной, "термопарной".



Уважаемый All, правильно ли я разобрался с решением этой проблемы? Поправьте, пж, если не правильно.



По поводу реализации "мериловки". Я хочу поставить на входе простенький опер к140уд17а в дифф. включении, вывернуть его смещение в ноль при комнатной температуре, заинтегрировать его выходной сигнал, чтобы не лезли помехи и завести его на АЦП AD7812 (10 разр.) с опорой



+5В. Дальше в контроллер, лазить по ГОСТ таблице, переводить усиленные милливольты в температуру. Возле клемм подключения термопары хочу поставить DS1820(1) и разницу dT=Tтп-Tклемм считать за реальную температуру (понятное дело, с усреднением dT). Где грабли?


------------------------ Maxim Biryukov snipped-for-privacy@ukap.bmz.032.ru


Пpивет, Maks!

*** 01 Sep 04 15:00, Maks Biryukov wrote to All:

MB> температуры в месте подключения концов термопары. Для компенсации MB> погрешности предлагают способ борьбы с явлением - ставить датчик MB> температуры в месте подключения и, как я понял, вычитать эту MB> температуру из вычисленной основной, "термопарной".

MB> Уважаемый All, правильно ли я разобрался с решением этой MB> проблемы? Поправьте, пж, если не правильно.

Да.

MB> +5В. Дальше в контроллер, лазить по ГОСТ таблице, переводить усиленные MB> милливольты в температуру. Возле клемм подключения термопары хочу MB> поставить DS1820(1) и разницу dT=Tтп-Tклемм считать за реальную MB> температуру (понятное дело, с усреднением dT). Где грабли?

При твоих требованиях к точности 1820 - черезмерно, вполне достаточно обычного кремниевого диода с делителем напряжения (как это сделано в дешевых мультиметрах с входом для термопары), с которого снимается напряжение для одного конца термопары. А вообще почитай микрочиповскую AN684.

с уважением Владислав

Hello, Maks!

Wednesday 01 September 2004, 15:00, Maks Biryukov writes to All:

MB> +5В. Дальше в контроллер, лазить по ГОСТ таблице, переводить усиленные MB> милливольты в температуру. Возле клемм подключения термопары хочу MB> поставить DS1820(1) и разницу dT=Tтп-Tклемм считать за реальную MB> температуру (понятное дело, с усреднением dT). Где грабли?

Если я не путаю, то классически: Тклемм переводится через ГОСТ в Uклемм (мВ), потом сумма Uтп+Uклемм (именно сумма, а не разность, как у тебя) снова переводится через ГОСТ в результат температуры.

ps: при твоей точности может первый раз переводить по обратной градуировке и не надо, но знак нужен правильный :)

Alexandr.

formatting link
snipped-for-privacy@mail.ru

Hello, Maks Biryukov !

Hе существует такой проблемы, существует куча готовых решений. Физически термопара меряет разность температур между одним контактом (спаем) и другим. Если тебя интересует не разность, а собственно температура, нужно одну из точек померять абсолютно например полупроводниковым датчиком.

С уважением, Дима Орлов.

HÕ ÐÒÉÍÅÒÎÏ ÔÁË.

åÓÌÉ ÔÁË ÔÏ ÕÖ dT=TÔÐ+TËÌÅÍÍ
ðÏ ÐÏ×ÏÄÕ ÈÏÌÏÄÎÙÈ ËÏÎÃÏ× Ñ ÐÏÓÌÏÖÎÅÅ ÄÅÌÁÌ. ÷×ÉÄÕ ÎÅÌÉÎÅÊÎÏÓÔÉ ÔÅÒÍÏÐÁÒ, É ÔÏÇÏ ÞÔÏ çïóô-Ï×ÙÅ ÔÁÂÌÉÃÙ ÄÁÎÙ ÄÌÑ ôÈ.Ë.= 0 ÇÒÁÄÕÓÏ×. üäó_áãð - ÎÁÐÒÑÖÅÎÉÅ Ó áãð TÈË - ÎÁÐÒÑÖÅÎÉÅ È.Ë. (Ó DS1820) üäó_èë = ô_×_üäó(TÈ.Ë.) - òÁÓޣÔÎÁÑ ÐÓÅ×ÄÏüäó ÈË ô = üäó_×_ô(üäó_áãð+üäó_èë) - éÓËÏÍÁÑ ÔÅÍÐÅÒÁÔÕÒÁ üäó_×_ô() É ô_×_üäó() - ÔÁÂÌÉÞÎÏÅ ÐÒÅÏÂÒÁÚÏ×ÁÎÉÅ Ó ËÕÓÏÞÎÏ-ÌÉÎÅÊÎÏÊ ÉÎÔÅÒÐÏÌÑÃÉÅÊ ðÒÉÍÅÒ: äÏÐÕÓÔÉÍ Õ ÎÁÓ ÎÕ ÏÞÅÎØ ËÒÉ×ÁÑ ÔÅÒÍÏÐÁÒÁ 0Í÷ - 0 ÇÒÁÄÕÓÏ× 10Í÷ - 100 ÇÒÁÄÕÓÏ× 20Í÷ - 150 ÇÒÁÄÕÓÏ× 30Í÷ - 200 ÇÒÁÄÕÓÏ× ôÏÇÄÁ ÐÒÉ TÈË=100ÇÒÁÄÕÓÏ× É ô=200ÇÒÁÄÕÓÏ× üäó_áãð ÂÕÄÅÔ 20Í÷. ðÏ Ô×ÏÅÍÕ ÍÅÔÏÄÕ ÔÙ ÐÏÌÕÞÉÛØ ÔÅÍÐÅÒÁÔÕÒÕ 100+150=250 åÓÌÉ ÎÅ ÖÁÌËÏ ÄÅÎÅÇ, ×ÏÚØÍÉ áãð ÉÚ AD77XX (XX = 06 ÉÌÉ 07 .... 30 É ÂÏÌÅÅ). õ ÎÉÈ É ÔÏÞÎÏÓÔØ ÐÏÂÏÌÅÅ, É ÔÅÒÍÏÐÁÒÕ ÎÁÐÒÑÍÕÀ ÃÅÐÌÑÔØ ÍÏÖÎÏ. ÓÒÅÄÉ ÎÉÈ ÅÓÔØ ÓÏ ×ÓÔÒÏÅÎÎÙÍÉ ÉÓÔÏÞÎÉËÁÍÉ ÏÐÏÒÎÙÈ ÎÁÐÒÑÖÅÎÉÊ, Ô.Å. ÍÏÖÎÏ ÐÒÁËÔÉÞÅÓËÉ ÂÅÚ ÄÏÐÏÌÎÉÔÅÌØÎÙÈ ÜÌÅÍÅÎÔÏ× ÏÂÏÊÔÉÓØ. HÕ Á ÉÍÅÑ ÔÏÞÎÙÊ ÏÐÏÒÎÉË ÍÏÖÎÏ ÉÓËÌÀÞÉÔØ ÔÁËÕÀ ÇÅÍÏÒÎÕÀ ÏÐÅÒÁÃÉÀ ËÁË ËÁÌÉÂÒÏ×ËÁ.

Привет, Maks!

Wednesday September 01 2004 16:00, Maks Biryukov wrote to All:

MB> По поводу реализации "мериловки". Я хочу поставить на входе MB> простенький опер к140уд17а в дифф. включении, вывернуть его смещение в MB> ноль при комнатной температуре, заинтегрировать его выходной сигнал, MB> чтобы не лезли помехи и завести его на АЦП AD7812 (10 разр.) с опорой MB> +5В.

Hаступлю себе на горло, и порекомендую, хоть и обещал никогда этого не делать, сгинувшие в отечественном "маркетинге" CS5522/5524/5528, а на компенсацию и диода достаточно... Зайдите на

formatting link
и порадуйтесь ихней призвезденности... Их представитель, кстати, и в этой эхе присутствовал...

Пока! Юрик

Приветствую! Vladislav!

Заметил, что в Среда Сентябрь 01 2004 16:05, Vladislav Baliasov писал Maks Biryukov: MB>> dT). Где грабли?

VB> При твоих требованиях к точности 1820 - черезмерно, вполне достаточно VB> обычного кремниевого диода с делителем напряжения (как это сделано в VB> дешевых мультиметрах с входом для термопары), с которого снимается VB> напряжение для одного конца термопары. А вообще почитай микрочиповскую VB> AN684.

По моему даже алмаз при 1200 С не работает...

C уважением, Anatoliy Voyvichenko.

Hello Vladislav Baliasov!

VB> При твоих требованиях к точности 1820 - черезмерно, вполне достаточно VB> обычного кремниевого диода с делителем напряжения (как это сделано в VB> дешевых мультиметрах с входом для термопары), с которого снимается VB> напряжение для одного конца термопары. А вообще почитай микрочиповскую VB> AN684.

Зато тpёхлапого DS1821 имхо вполне достаточно : тpебует для интеpфейса с МК всего одну ногу и создаёт минимум пpоблем. Одна деталька, безо всяких обвязок.

Greetings, Maks!

Посмотрел я мессагу, посланную Maks Biryukov к All, и решил ответить:

[skip]

MB> погрешность в сигнал "горячего" спая термопары. Погрешность зависит MB> от MB> температуры в месте подключения концов термопары. Для компенсации MB> погрешности предлагают способ борьбы с явлением - ставить датчик MB> температуры в месте подключения и, как я понял, вычитать эту MB> температуру из вычисленной основной, "термопарной". MB> Уважаемый All, правильно ли я разобрался с решением этой MB> проблемы? Поправьте, пж, если не правильно.

Все так, только темпеpатуpа холодных концов не вычитается, а пpибавляется.

MB> По поводу реализации "мериловки". Я хочу поставить на входе MB> простенький опер к140уд17а в дифф. включении, вывернуть его смещение в MB> ноль при комнатной температуре, заинтегрировать его выходной сигнал, MB> чтобы не лезли помехи и завести его на АЦП AD7812 (10 разр.) с опорой MB> +5В.

Сейчас полно дешевых дельта-сигма АЦП, специально пpедназначенных для мостов и теpмопаp. Я напpимеp использовал ADS1242. И от сетевой наводки они тебя избавят.

MB> Дальше в контроллер, лазить по ГОСТ таблице, переводить усиленные MB> милливольты в температуру. Возле клемм подключения термопары хочу MB> поставить DS1820(1) и разницу dT=Tтп-Tклемм считать за реальную MB> температуру (понятное дело, с усреднением dT).

В кач-ве датчика холодных концов можно использовать обычный диод. У него хаpактеpистика -2.3мВ/гpад, надо только откалибpовать начальную pабочую точку. Меpить напpяжение на диоде тем-же дельта-сигма АЦП.

C наилучшими пожеланиями Ilja aka ИЛ-2 (ilja_vlaskin$mail.ru)

... Стоит ли сдерживать пыл если знаешь что цель далеко...

Hello Maks Biryukov!

MB> Есть задачка: сделать отн. примитивный терморегулятор на MB> электропечку (а не купить готовый :-) ). Диапазон - +50...1200 гр.С. ^^^^^^^^^^^^ По этой же теме : как обстоит дело с оценкой темпеpатуpы по сопpотивлению собственно нагpевательного элемента (в паузах тока, напpимеp) ?

Пpивет, Anatoliy!

*** 01 Sep 04 20:17, Anatoliy Voyvichenko wrote to Vladislav Baliasov:

VB>> достаточно обычного кремниевого диода с делителем напряжения (как VB>> это сделано в дешевых мультиметрах с входом для термопары), с VB>> которого снимается напряжение для одного конца термопары. А VB>> вообще почитай микрочиповскую AN684.

AV> По моему даже алмаз при 1200 С не работает...

Таблица для K-type содержит значения до 1370°C, термопары B-типа работают до

1800 градусов. А алмаз при наличии кислорода сгорит при куда более низких температурах, и объясни, при чем здесь алмаз ?

с уважением Владислав

IV> В кач-ве датчика холодных концов можно использовать обычный диод. У него IV> хаpактеpистика -2.3мВ/гpад, надо только откалибpовать начальную ~~~~~~ Не факт. Я специально проверял партию Д9 (германиевые - коэфф. больше) - крутизна меняется в достаточно широких пределах, как ни странно

MB>> Есть задачка: сделать отн. примитивный терморегулятор на MB>> электропечку (а не купить готовый :-) ). Диапазон - +50...1200 гр.С. AK> ^^^^^^^^^^^^ AK> По этой же теме : как обстоит дело с оценкой темпеpатуpы по сопpотивлению AK> собственно нагpевательного элемента (в паузах тока, напpимеp) ?

Никак. Нагреватель стареет - раз. Температура вокруг печки плавает - два. Питание печки плавает - три и т.п.

Пpивет, Rifkat!

*** 02 Sep 04 08:34, Rifkat Abdulin wrote to Ilja Vlaskin:

IV>> хаpактеpистика -2.3мВ/гpад, надо только откалибpовать начальную

RA> ~~~~~~ RA> Hе факт. Я специально проверял партию Д9 (германиевые - коэфф. больше) RA> - крутизна меняется в достаточно широких пределах, как ни странно

Про германиевые диоды вообще-то пора забывать ;)

с уважением Владислав

Пpивет, Yurik!

*** 01 Sep 04 19:37, Yurik Andrienko wrote to Maks Biryukov:

YA> Hаступлю себе на горло, и порекомендую, хоть и обещал никогда этого YA> не делать, сгинувшие в отечественном "маркетинге" CS5522/5524/5528, а YA> на компенсацию и диода достаточно... Зайдите на

formatting link
и YA> порадуйтесь ихней призвезденности... Их представитель, кстати, и в YA> этой эхе присутствовал...

Машинки роскошные, но a) снятые с производства; b) дорогие (впрочем, это мелочь, первый пункт страшнее); c) и по возможностям они тоже черезмерны для описанной задачи. Разогнать сигнал прецизионным операционником, подать на вход микроконтроллера с 10-битным ADC (справится даже копеечный PIC12F675, если аппроксимацию делать по формуле, а не по таблице).

с уважением Владислав

Hello Yurik!

01 Sep 04 20:37, you wrote to Maks Biryukov:

YA> Hаступлю себе на горло, и порекомендую, хоть и обещал никогда этого YA> не делать, сгинувшие в отечественном "маркетинге" CS5522/5524/5528, а Как то есть сгинувшие? Что, их принципиально невозможно достать? А то у меня валяется непонятно как попавшая 5524 с даташитом, и руки не доходят собрать из нее direct brain-computer interface. А что тогда из ширпотреба ставить на ее место?

Anatoly

IV>>> хаpактеpистика -2.3мВ/гpад, надо только откалибpовать начальную

RA>> ~~~~~~ RA>> Hе факт. Я специально проверял партию Д9 (германиевые - коэфф. больше) RA>> - крутизна меняется в достаточно широких пределах, как ни странно

VB> Про германиевые диоды вообще-то пора забывать ;)

С какой это стати?

Пpивет, Rifkat!

*** 02 Sep 04 16:20, Rifkat Abdulin wrote to Vladislav Baliasov:

RA>>> - крутизна меняется в достаточно широких пределах, как ни странно

VB>> Про германиевые диоды вообще-то пора забывать ;)

RA> С какой это стати?

А они вообще еще производятся (ну, производятся, конечно, но крайне мало)? И как по цене в сравнении с кремниевым ширпотребом ? Hу и само собой, температурные характеристики у них препаршивые и нестабильные, в чем ты сам и убедился...

с уважением Владислав

Пpивет, Vladimir!

*** 02 Sep 04 18:27, Vladimir Vassilevsky wrote to Aleksandr Konosevich:

VV> Дорогие и угробищные даллосовские датчики - нахрен. VV> Ставится копеечный LM335. Прекрасно работает и не надо ничего VV> подгонять.

Hу, не то, чтобы совсем уж копеечный, с исходными требованиями по точности

1N4148 подойдет с избытком.

с уважением Владислав

Wed Sep 01 2004 23:22, Aleksandr Konosevich wrote to Vladislav Baliasov:

VB>> При твоих требованиях к точности 1820 - черезмерно, вполне достаточно VB>> обычного кремниевого диода с делителем напряжения

AK> Зато тpёхлапого DS1821 имхо вполне достаточно : тpебует для интеpфейса с AK> МК всего одну ногу и создаёт минимум пpоблем. Одна деталька, безо всяких AK> обвязок.

Дорогие и угробищные даллосовские датчики - нахрен. Ставится копеечный LM335. Прекрасно работает и не надо ничего подгонять.

VLV

"Hе лыком единым шит человек" (c)

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required