Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Наши страницы
Микроконтроллеры Atmega AVR
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
 
Рейтинг 4.78/146: Рейтинг темы: голосов - 146, средняя оценка - 4.78
Komoptj2010
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.11.2011
Сообщений: 816
1

Pt100

07.01.2015, 16:18. Просмотров 26549. Ответов 55
Метки нет (Все метки)

Приветствую. Новые заморочки, нашелся у меня старый температурный датчик Pt100. Решил приспособить в виде термометра на улицу, DS18B20 уже не проканал.
Взял Pt100 подключил по трёх проводной схеме к ОУ и симулировал в Proteus 7 Professional.


Вроде бы работает температурный диапазон от -47 до +109 градусов работает нормально. Но я бы не создавал новую тему если бы не одно НО!!!
По даташиту сопротивление этого Pt100 должно быть линейно зависимо от температуры, здесь всё просто выбираю коэффициент умножаю получаю в градусах, но по факту сопротивление не линейно зависимое от температуры приблизительно вот такое.


Вот мне интересно это такую нелинейность дают ОУ, самом Pt100 или это такой бок в Proteus 7 Professional. Если в Proteus 7 Professional то чёрт с ним, а вот если это проблема с ОУ или Pt100 то здесь уже другой вопрос.
0
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
07.01.2015, 16:18
Ответы с готовыми решениями:

Pt100 чем припаять
Нужно припаять pt100 к проводу или маленькому кусочку платы. Будет работать в качестве датчика в...

Cтенд для настройки преобразователей датчиков Pt100
Посоветуйте пожалуйста схемотехнику стенда для настройки преобразователей термометров сопротивления...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
55
Komoptj2010
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.11.2011
Сообщений: 816
10.01.2015, 12:49 41
В даташите написано:
LARGE OUTPUT VOLTAGE SWING 0V TO (VCC – 1.5V)
Я не вижу никаких ограничений по нижнему уровню.
0
Komoptj2010
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.11.2011
Сообщений: 816
10.01.2015, 12:50 42
Цитата Сообщение от otirt80
Есть точность теоретическая, а реальность от теории достаточно сильно отличается. Для того чтобы попытаться приблизиться к теоретической точности, на входе ацп надо, как минимум, фильтра добавить. Иначе утоните в помехах, как в кошмарном сне.
Есть готовые микросхемы, заточенные под работу с термопарами, которые внутри умеют фильтровать наводку от сети 50/60гц. Да, при Вашей точности, окружающая проводка тоже будет влиять на вход ацп. Для точных измерений нужен стабилизированный источник тока. В правильных микросхемах он тоже есть.

Зависимость сопротивления pt100 от температуры не линейна и описывается полиномом третьей степени. Это тоже будет влиять на точность.

Каждый датчикииндивидуален. Калиброваться как собираетесь?
Я проложил кабель в экране но пожалуй про фильтр всё таки задуматься стоит.
0
Woddy
0 / 0 / 0
Регистрация: 13.10.2009
Сообщений: 3
10.01.2015, 13:09 43
> LARGE OUTPUT VOLTAGE SWING 0V TO (VCC – 1.5V)
> Я не вижу никаких ограничений по нижнему уровню.
Это про выход. надо смотреть про вход (но не во всех даташитах прописан этот параметр).
Я тебя предупредил что такие грабли в теории есть. В зоне близко к 0 и близко к vcc вылазит нелинейность, транзисторы нормально не открываются.

Например в аудиофильском lm6172 (я его использовал потому знаю) явно прописано "при напряжении питания +-5в рабочий диапазон на входе +-3.5в"
для ad8066 при питании +-5в диапазон на входе от ?5в до +1.7в
но для ad823 например всё хорошо, при однополярном +5в диапазон на входе ?0.2 to +3.8
0
Komoptj2010
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.11.2011
Сообщений: 816
10.01.2015, 14:56 44
Цитата Сообщение от woddy
>Например в аудиофильском lm6172 (я его использовал потому знаю) явно прописано "при напряжении питания +-5в рабочий диапазон на входе +-3.5в"
для ad8066 при питании +-5в диапазон на входе от ?5в до +1.7в
но для ad823 например всё хорошо, при однополярном +5в диапазон на входе ?0.2 to +3.8
Я использую микросхему LM385 или LM2901 как четыре в одном.
В даташите к LM385 написано:
Vicm Input Common Mode Vottage Range
(VCC = +30V)
Tamb = 25oC
min 00
max VCC+–1.5

Vicm Input Common Mode Vottage Range
(VCC = +30V)
Tmin. ? Tamb ? Tmax.
min 00
max VCC+–2

Толи я дурак толи сани не едут!
0
Komoptj2010
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.11.2011
Сообщений: 816
10.01.2015, 21:09 45
Цитата Сообщение от Hotd
там же, у микрочипа есть еще одна схема:
Хорошая вещь! Я симулировал сию схему в протеусе и получил весьма не плохой результат, сейчас проверю на линейность.


Только я оптимизировал стабилизатор тока для своей схемы.
0
Komoptj2010
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.11.2011
Сообщений: 816
10.01.2015, 21:32 46
Вот оно, схема выдаёт линейную зависимость сопротивления от напряжения:
0
Komoptj2010
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.11.2011
Сообщений: 816
10.01.2015, 21:34 47
Проблема решена, итоги подвожу следующие:
Не линейность была вызвана изменение тока проходящего через Pt100 в резистивном делителе;
Не линейность датчика очень слабо выражена поэтому я думаю можно пренебречь этой ошибкой (пока);
Схема возросла ещё на 2 ОУ что увеличило её погрешность и ослабило надёжность;
Ток через Pt100 я буду пропускать 2мА или 1мА посмотрим, в зависимости от Vref;
Стоит предусмотреть активный полосовой фильтр от частоты 50ГЦ, логично;
Стоит помыслить об необходимости применять компенсатор сопротивления кабеля, вообще нужен ли он на этой длине;
Дикий респект товарищам под псевдонимами Hotd и otik110592, я не знаю как Вас зовут но спасибо.
Если вдруг ещё возникнут проблемы или вопросы я к Вам обращусь.
0
okotimiv
1 / 1 / 0
Регистрация: 30.08.2010
Сообщений: 3,382
10.01.2015, 21:58 48
Когда делал точный измеритель температуры на этих датчиках, я поступал так:

Последовательно с терморезистором включал точный резистор на то же номинальное сопротивление. Соответственно, измерял напряжение и на том, и на другом, двумя каналами. Возбуждал источником тока, ток, соответственно, через оба проходит одинаковый. Итоговая величина - соотношение значений напряжения на одном и другом канале. Такая схема мало чувствительна к помехам на длинном кабеле, и позволяет отказаться от прецизионного источника тока.

Подключал непосредственно к АЦП Cypress PSoC 5, используя внутренний усилитель и внутренний MUX. Источник тока тоже оттуда, включался только непосредственно в процессе измерения. Если нет возможности использовать периферию чипа, то все это делается из внешних компонентов, достаточно просто и банально.

Дополнительно использовал термодиод для контроля температуры референсного резистора, и соответственно внесения поправок, но это уже задротство, по большому счету. Впрочем, мне пригодилось.

Есть несколько вариантов, в первую очередь это возбуждение постоянным или переменным током (второе лучше), а также использование двух независимых каналов, или одного с переключением (второе также лучше, позволяет избежать несимметричности каналов, но это уже для прецизионных измерений).

Точность такой схемы в общем-то зависит от того, насколько точно известно сопротивление референсного резистора. Я брал с допуском 0.1%, и дополнительно измерял его лабораторным RTS метром, значение вносил в программу. Разрешение получилось около сотой градуса, точность около десятой. Для моих целей хватило - это был стендовый измеритель перепадов температур в системах водяного охлаждения.

Эта же схема использовалась для компенсации холодного спая термопар.
0
SVM
0 / 0 / 0
Регистрация: 11.02.2012
Сообщений: 2
11.01.2015, 12:29 49
Цитата Сообщение от Komoptj2010
Проблема решена, итоги подвожу следующие:
Не линейность была вызвана изменение тока проходящего через Pt100 в резистивном делителе;
Не линейность датчика очень слабо выражена поэтому я думаю можно пренебречь этой ошибкой (пока);
Схема возросла ещё на 2 ОУ что увеличило её погрешность и ослабило надёжность;
Ток через Pt100 я буду пропускать 2мА или 1мА посмотрим, в зависимости от Vref;
Стоит предусмотреть активный полосовой фильтр от частоты 50ГЦ, логично;
Стоит помыслить об необходимости применять компенсатор сопротивления кабеля, вообще нужен ли он на этой длине;
Дикий респект товарищам под псевдонимами Hotd и otik110592, я не знаю как Вас зовут но спасибо.
Если вдруг ещё возникнут проблемы или вопросы я к Вам обращусь.
Для чего делается эта работа? Если "для себя", то можете спокойно выбирать врианты, если для сертификации, то без учёта требовний ГОСТ 6651-78 ранее сделанные Вами выводы несерьёзно смотрятся.
Перед началом работы Вы должны выбрать:
1. Класс точности прибора;
2. Класс точности Pt100;
3. Диапазон измеряемых температур.
4. Ток, который Вы собираетесь пропускать через ТСП, не должен увеличивать его сопротивление, более чем на 0.1%.
Ваш термометр необходимо настраивать по данным таблицы сопротивлений для Pt100 посредством моста сопротивлений в нескольких точках. Например, при температуре 0С сопротивление Pt100 равно 100.000 Ом, а при +100С 139.113 Ом, соответственно.
Конструкции ТСП, методики проверки и эксплуатации прописаны в соответствующих документах и их незнание нежелательно для разработчика измерительной аппаратуры.
0
okt
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 222
11.01.2015, 12:59 50
Уточню. Термометры сопротивлений Pt100 имеют ?=0,00385 и при 100°C сопротивление 138,51 Ом. Термометры сопротивлений 100П имеют ?=0,00391 и при 100°C сопротивление 139,11 Ом.
0
trimktor
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.06.2014
Сообщений: 831
11.01.2015, 13:08 51
Еще немного к общему обсуждению точности.

Для измерения уличной температуры (см. постановку задачи ТС) достаточно 0,1°C (чтобы смотрелось не хуже «китайцев»). Без учета скорости ветра и относительной влажности это все равно будут «сферические единицы температуры в информационном вакууме».
0
Iddy_Im
0 / 0 / 0
Регистрация: 21.11.2012
Сообщений: 1,406
11.01.2015, 13:10 52
Цитата Сообщение от trymktor
Без учета скорости ветра и относительной влажности это все равно будут «сферические единицы температуры в информационном вакууме».
Дык, а зачем тогда мучиться, если можно какое-нибудь дешевое говно вроде DS18B20 использовать?

P.S. При работе с платиновыми HEL-705 я столкнулся со следующими проблемами:
1. Паспортную формулу для вычисления температуры на основе сопротивления можно улучшить: тщательная индивидуальная калибровка каждого датчика позволяет повысить точность минимум до 0.3°C и уменьшить систематическую погрешность с паспортных ±1.5°C до ±0.1°C.
2. Крайне сложно развести схему АЦП, чтобы уменьшить уровень шумов ниже ±0.05°C: элементарные наводки (даже от работающего в метре слабенького шаговика) без экранирования блока АЦП приводят к шумам минимум в 0.2°C (а если врубить мощный двигатель, то вообще 2°C на шумах запросто можно словить).
3. Сам АЦП тоже надо калибровать (особенно если используются внешние мультиплексоры). У меня очень хорошие результаты получились аппроксимацией зависимости отсчет-сопротивление простой параболой. Возможно, на других АЦП придется кубическую параболу мутить.

P.P.S. Очень жаль, что всякие там TSYS01 не работают при криогенных температурах. А то никаких бы проблем вообще не было: берем недорогие (они рублей по 700 стоили полгода назад) датчики, да лепим куда угодно. Не парясь с АЦП, мультиплексорами и прочей лабудой. Выйдет минимум раза в 3 дешевле по себестоимости. А сколько времени сэкономит...
0
trimktor
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.06.2014
Сообщений: 831
11.01.2015, 13:19 53
Кстати, да. Вот для этого утверждения

Цитата Сообщение от Komoptj2010
DS18B20 уже не проканал
хотелось бы увидеть пояснения. Что именно у DS18B20 оказалось не так?
0
Komoptj2010
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.11.2011
Сообщений: 816
25.04.2015, 10:35 54
Цитата Сообщение от trymktor
Кстати, да. Вот для этого утверждения

Цитата Сообщение от Komoptj2010
DS18B20 уже не проканал
хотелось бы увидеть пояснения. Что именно у DS18B20 оказалось не так?

Я подпаял DS18B20 к кабелю и из дому подключил к МК по стандартной схеме. Долго не мог понять почему когда к этому выводу МК подключаю DS18B20 который прям передо мной - работает, а к тому что на улице - не работает (показывает всегда одну и туже цифру). В итоге я взял осциллограф и поглядел что на линии, я увидел импульсы кода, но вот не задача в момент времени когда в линии проходит лог 1 то вроде бы всё норм, а когда лог 0 то этот 0 имеет напряжение примерно 2.5-3 Вольта. Я думаю что это всё таки шумы по кабелю и само сопротивление кабеля (возможно и емкость кабеля).
Не зря говорят что даже при работе с СОМ портом длинна кабеля не должна превышать 15 метров, а ведь там такой же открытый коллектор применяют.
0
trimktor
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.06.2014
Сообщений: 831
25.04.2015, 10:59 55
Аккурат по этой проблеме обсуждение.
0
trimktor
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.06.2014
Сообщений: 831
26.04.2015, 15:42 56
Цитата Сообщение от Komoptj2010
Я думаю что это всё таки шумы по кабелю и само сопротивление кабеля (возможно и емкость кабеля).
Тут, скорее всего, проблема с кабелем. Какое погонное сопротивление у проводников?

Наводки – возможно. Лечится экраном кабеля.

Емкость кабеля – не думаю. Она может смазать фронты, но не сможет сместить уровень. Опять-таки, не те частоты и расстояния.
0
26.04.2015, 15:42
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2019, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru