Tarkka lämpötilamittaus
Antti Alhonen
Rajoituksina ovat hinta (anturit eivät saisi maksaa paria euroa enempää,
koska niitä tarvitaan monta) ja tarkkuus (+/- 0,1 astetta). NTC-vastus
on toki kalibroitavissa ihan look-up-taulukolla, koska anturia tulen
lukemaan mikrokontrollerilla, mutta niissä taitaa tapahtua liukumista ja
muita epätarkkuuksia, vai olenko väärässä?
Epälineaarisuus ei haittaa, eikä sinänsä ajoittainen
uudelleenkalibrointikaan ole ongelma, joten en sulje NTC:tä
poiskaan. Tarkkuudesta on vain vuosien takaa hieman huonoja kokemuksia,
enkä halua hakea väkisin ongelmia. Haluaako joku nimenomaan sulkea NTC:n
pois ja ehdottaa jotain tarkempaa ja vakaampaa ratkaisua?
Rakenteilla on elokuvalabra, ja kun kerran tehdään niin onhan se
hyvä tehdä kunnolla, vaikkei mikään 0,1 asteen lämpötilavirhe vielä
näkyvää eroa filmissä aiheuttaisikaan.
--
Antti Alhonen.
TaaviUntamo
> Mikä olisi järkevin lämpötila-anturi alueelle +30...+45 Celsius-astetta?
Järkevin-sanan sisältö on vähän hankalasti määritettävissä. Sanoisin sen
sijaan, että "ihan kiva" lämpötila-anturi on 1-wire-anturi, numeroltaan
muistaakseni 1820.
Kaitsu
Tuo 0,1 asteen tarkkuus ja parin euron hinta on hankala ellei jopa mahdoton
yhtälö.
Puolen asteen tarkkuuteen jos anturilla pääsee on lopullinen säätötarkkuus
vielä tätä karkeampi.
Mutta jos puolen asteen mittaustarkuus riittää niin ehdotettu anturi käynee,
Kaitsu
Minä laittaisin pT100 anturit mittaukseen ja PLC:n ohjaamaan lämpötilaa.
Hinnakkaampi mutta toteuttaisi ehdon " kun kerran tehdään niin ..."
TaaviUntamo
Tuo puolen asteen tarkkuus on todennäköisesti sellainen, että se
sisältää systemaattisen virheen. Anturin ulostulon tarkkuus on 0,06
astetta. Minulla on niitä viisi tuolla mittaamassa jatkuvasti. Saunan
padassa on yksi, jolla vahdin sen jäätymättömyyttä. Kun pata alkaa
jäätyä, sen lämpötilan on ilmeisesti kohtuullisen pitkään aika tarkkaan
nollan paikkeilla vakio. Silloin tuon anturin ulostulo vaihtelee tuon
0,06:n verran, eli vähäisin bitti heilahtelee, sekään ei ehkä ihan
sattumanvaraisesti. Lämpötilan näyttö on silloin säännöllisesti
suuruusluokkaa 0,2 tai 0,3.
Joakim Majander
<antti.alhonen@tut_poista_tama.fi.invalid> wrote:
> Mikä olisi järkevin lämpötila-anturi alueelle +30...+45 Celsius-astetta?
> Rajoituksina ovat hinta (anturit eivät saisi maksaa paria euroa enempää,
> koska niitä tarvitaan monta) ja tarkkuus (+/- 0,1 astetta). NTC-vastus
> on toki kalibroitavissa ihan look-up-taulukolla, koska anturia tulen
> lukemaan mikrokontrollerilla, mutta niissä taitaa tapahtua liukumista ja
> muita epätarkkuuksia, vai olenko väärässä?
>
SMT 160-30 on erinomainen vaihtoehto tuohon. Helppo lukea
mikrokontrollerilla ja tarkkuus on todennäköisesti tuo 0,1 astetta
tuolla alueella kalibroimatta. Tuolle luvataan 0,7 asteen virhe ja 0,2
asteen epälineaarisuus -30 - +100 välille. Muutamat kokeilemani ovat
olleet 0,1 asteen sisällä toisistaan ja kuumemittarista tuolla ~40
asteen paikkeilla. Hinta SP-Elektroniikassa 3,20 valmiiksi kaapeliin
liitettynä.
Joakim
Matti Henriksson
"Antti Alhonen" <antti.alhonen@tut_poista_tama.fi.invalid> kirjoitti
viestissä:f5htdq$224$1...@news.cc.tut.fi...
Terve,
Jos haluat tarkan mittauksen kymmenistä pisteistä,niin älä edes
ajattele ikääntyviä termistoreja.Elämäsi olis alituista kalibrointia.(Matti
Otala kysyi erään seminnariesityksen pitäjältä -esitys käsitteli kymmenillä
CdS-kennolla tehtyä mittausjärjestelyä-:kuinka aiotte hoitaa
kalibroinnin?Vastaus oli:tietokoneella...hyminää).
Pt-anturit ovat nykyään edullisia.Ota huomioon myös mittausasettelu!
Siellä ne virheet syntyvät.Joudut tekemään paljon työtä luotettavan
mittausjärjestelyn tekemiseksi -jos todella tarvitset mitata luotettavasti
"jotakin" 0,1ast tarkuudella.
-Matti
Antti Alhonen
> SMT 160-30 on erinomainen vaihtoehto tuohon. Helppo lukea
> mikrokontrollerilla ja tarkkuus on todennäköisesti tuo 0,1 astetta
> tuolla alueella kalibroimatta. Tuolle luvataan 0,7 asteen virhe ja 0,2
Kiitos kaikille vastauksista. Tämä SMT 160-30 taisi tärpätä, kokeilen
niitä. Mittaustilanteet ja niiden perusteella tehtävä ohjaus ovat
äärimmäisen toistettavia ja tarkasti kalibroitavissa (eikä mittauksella
ole kiire joten voidaan keskiarvoistaa). Siis ehkä oleellisin parametri
on se, miten arvot ajan kanssa liukuvat, ja tuon datalehdessä se arvo ei
järin paha ollut. NTC:t kuitenkin päätin hylätä.
--
Antti Alhonen.
Mika Lindblad
Minun ääneni PT100:lle. Jos ihan järeintä teollisuusmallia ei tarvita, niin
antureita saa järkevään hintaa. Ovat melko lineaarisia, pitävät arvonsa
pidemmälläkin ajalla (no, ainakin geneerisiä NTC/PTC-kyhäelmiä paremmin), ja
valmistajan datalehdeltä saa vielä valmiit resistanssi/lämpötila-käyrätkin.
Sen sijaan PLC:n harrasteprojektissa hylkäisin. Tilalle sopiva
mikrokontrolleri, halvoistakin löytyy 8-10 AD-kanavaa. Eikä PT100:n
sovittamiseksi tuohon tarvita kuin yksinkertainen oparikytkentä (ja
jännitereferenssi).
Viimeksi kun joku asiaa kyseli, postasin tänne kasan linkkejä
esimerkkikytkentöihin ja datalehtiin. Samassa ketjussa taisi olla ihan
muutenkin hyvin paljon tätä koskevaa asiaa. Taisi koskea ilmastoinnin
lämpötilojen mittausta, kannattaa etsiä ja lueskella.
Kaitsu
> niin
> antureita saa järkevään hintaa. Ovat melko lineaarisia, pitävät arvonsa
> pidemmälläkin ajalla (no, ainakin geneerisiä NTC/PTC-kyhäelmiä paremmin),
> ja
> valmistajan datalehdeltä saa vielä valmiit
> resistanssi/lämpötila-käyrätkin.
>
> Sen sijaan PLC:n harrasteprojektissa hylkäisin. Tilalle sopiva
> mikrokontrolleri, halvoistakin löytyy 8-10 AD-kanavaa. Eikä PT100:n
> sovittamiseksi tuohon tarvita kuin yksinkertainen oparikytkentä (ja
> jännitereferenssi).
Mikä sai olettamaan että kyseessä on harrasteprojekti? Määrittely oli,
"Rakenteilla on elokuvalabra, ja kun kerran tehdään niin onhan se
hyvä tehdä kunnolla, "
Se mikä PLC:n laitepuolella maksaa tulee takaisin ohjelmoinnin nopeudessa ja
siinä jos vaikka joku muukin joutuisi myöhemmin ylläpitämään järjestelmää.
Tämä tuppaa usein esim. talo-automaatiota suunnitellessa unohtumaan.
Antti Alhonen
> Mikä sai olettamaan että kyseessä on harrasteprojekti? Määrittely oli,
> "Rakenteilla on elokuvalabra, ja kun kerran tehdään niin onhan se
> hyvä tehdä kunnolla, "
Täsmennetään että kyseessä on harrasteprojekti, ainakin toistaiseksi
näyttää siltä. Mutta eihän sitä koskaan tiedä, mitä siitä myöhemmin
tulee, joten ihan hyvä kommentti.
Alkuperäisen viestini +/- 0,1 astetta tulee suoraan Kodakin spekseistä
ja ne speksit on sellaiset, millä ihan oikeat hollywood-tason labratkin
toimivat, joten harrastuslabrassa ei todellakaan ole ihan näin tarkkaa.
Puolen asteen erokaan tuskin on vielä silminnähtävä lopputuloksessa.
Tilasin nyt nuo Majanderin suosittelemat STM 160-30 -anturit, jotka
hänellä olivat olleet 0,1 asteen sisällä toisistaan ja kuumemittarista.
Se tarkkuus varmasti riittää, mutta pistänpä platina-anturit kuitenkin
mieleeni, jos joskus tarvitsen vielä tarkempaa kontrollia.
> Se mikä PLC:n laitepuolella maksaa tulee takaisin ohjelmoinnin nopeudessa ja
Tilanne on vain aina niin samanlainen ja muuttumaton, että on helppoa
kokeilemalla etsiä sopiva algoritmi, jonka ei tarvitse olla
monimutkainen vaan uskoisin aikainvariantin riittävän, ts.
lämmitysvastuksen tehoa ohjataan vain senhetkisen mitatun lämpötilan ja
asetetun lämpötilan funktiona. Kehityksessä n. 3 litraa nestettä, jota
sekoitetaan tasaisella vauhdilla, pidetään lämpötilassa 41,1 +/- 0,1
astetta PWM:llä ohjatulla lämmitysvastuksella. (Muissa prosessivaiheissa
toleranssit ovat jopa noissa Kodakin spekseissä +/- 1 aste.) Algoritmini
tulee varmaan toimimaan siihen tapaan, että kun lähestytään oikeaa
lämpötilaa, lämmityksen pulssisuhdetta pienennetään. Esim. niin, että 1
asteen päässä teho on 100 W, 0,1 asteen päässä 10 W. Tilannetta
helpottaa, että lämpövastusten lämpökapasiteetti on pieni, nesteen
lämpökapasiteetti suuri ja nestettä sekoitetaan koko ajan ts. lämpötila
on tasainen joka paikassa.
Tilanne olisi varmasti monimutkaisempi, jos lämpötila pitäisi voida
säätää yhtäkkiä joksikin aivan muuksi ilman, että algoritmia
muutettaisiin, jos nestemäärä vaihtelisi tai lämpövastuksen teho
olisi tuntematon tai ylisuuri. Tässä mielessä esimerkiksi
taloautomaatiot ovat helpommista toleransseista huolimatta huomattavasti
vaikeampia ja ennalta-arvaamattomampia kohteita.
Kiitän vielä kaikkia vastauksista.
--
Antti Alhonen.
Joakim Majander
> Mikä sai olettamaan että kyseessä on harrasteprojekti? Määrittely oli,
> "Rakenteilla on elokuvalabra, ja kun kerran tehdään niin onhan se
> hyvä tehdä kunnolla, "
> Se mikä PLC:n laitepuolella maksaa tulee takaisin ohjelmoinnin nopeudessa ja
> siinä jos vaikka joku muukin joutuisi myöhemmin ylläpitämään järjestelmää.
> Tämä tuppaa usein esim. talo-automaatiota suunnitellessa unohtumaan.
Miten olisi alkuperäisessä kysymyksessä ollut:
"Rajoituksina ovat hinta (anturit eivät saisi maksaa paria euroa
enempää,
koska niitä tarvitaan monta)"
Miten paljon tuollainen Kaitsun ehdottama systeemi maksaa? PT100
antureita näyttää saavan alle kympilläkin, mutta ovatko ne ko.
käyttöön sopivasti koteloituja?
Joakim
Pekka Miettinen
> Tämä SMT 160-30 taisi tärpätä, kokeilen
> niitä.
Sitten on perinteinen Dallasin DS18S20, mutta sekään ei pääse haluamaasi
tarkkuuteen (+-0,5 astetta) ja on prosessorin näkökulmasta todella
hidas mitata. Ainoa etu on, että niitä voi laittaa samaan linjaan monta
anturia.
T: Pekka
Kim Fallström
> Miten paljon tuollainen Kaitsun ehdottama systeemi maksaa? PT100
> antureita näyttää saavan alle kympilläkin, mutta ovatko ne ko.
> käyttöön sopivasti koteloituja?
Farnellin kataloogin "halvat" PT100 - anturit ovat eristämättömiä
pinta-asennettavia keramiikkalätkiä. Niiden käyttö nesteen
lämpötilan mittaamiseen vaatii hieman sorminäppäryyttä. Olen
käyttänyt siihenkin, mutta nesteeseen upottaminen oli hankalaa.
Koteloinnista maksaa joko komponentin valmistajalle tai omana
työnään sitä erikseen väsätessään.
Itse jos rakentelee niin voi olla helpompaa käyttää PT1000 -
antureita. Niissä resistanssin suhteelliset muutokset ovat saman
suuruisia mutta kymmenen kertaa suurempi resistanssi pienentää
mittajohtimien vaikutusta. Näin kaksipistemittauksellakin voi
päästä kohtuulliseen tarkkuuteen. PT100:ssa 0.1 asteen muutos
vastaa vain 0.0385 ohmin muutosta resistanssissa, joten neli-
pistemittaus on yleensä välttämätön.
http://fi.farnell.com/jsp/home/homepage.jsp
hakusanaksi pt100 tai pt1000. Hintoihin lisää alv.
Kim
Kaitsu
> tulee varmaan toimimaan siihen tapaan, että kun lähestytään oikeaa
> lämpötilaa, lämmityksen pulssisuhdetta pienennetään. Esim. niin, että 1
> asteen päässä teho on 100 W, 0,1 asteen päässä 10 W. Tilannetta
Analogia PID-säätimeen.
Kuvaamasi algoritmi on lähes P-säädin lisättynä I-termillä, eli PI-säädin.
Jos vielä huomioit lämpötilan muutosnopeuden (D-termin) ohjauksessa on
helpompi lähestyä ohjearvoa ilman ylitystä tai alitusta. Tilanteissa joissa
ennalta arvaamaton häiriö pyrkii muuttamaan lämpötilaa. Jos niitä ei ole
niin PI-tyyppinen säätö loivilla rampeilla toimii mainiosti.
Ilkka Karaila
Lämpötilan mittauksessa on useita ongelmakohtia, mikäli pyritään tuonne
<0,1 asteen epävarmuuteen lopputuloksessa. Mittaussysteemissä anturin
stabiilius ja tuntoelimen saattaminen mitattavaan lämpötilaan ovat kaksi
avainkysymystä. Mittari voi näyttää ainoastaan tuntoelimensä lämpötilaa
tarkkaan ja elektroniikka toimii sillä oletuksella, että tuntoelin on
ominaisuuksiltaan stabiili.
Tuossa jo muut ovat kehoittaneet käyttämään joko Pt100 tai Pt1000
-anturia, joka on myös referenssianturi kansainvälisen
lämpötila-asteikon toteutuksessa.
Pt-anturit ovat hyvin stabiileja, sillä platina jalometallina ei
kemiallisesti reagoi merkittävässä määrin ympäristönsä kanssa.
Standardiplatina DIN-mukaisesti on 0C kohdalla 0,1 ohmin toleranssilla
100 ohmia, mikä vastaa noin 0,3 astetta epävarmuutta. Todellisuudessa
kyseinen virhe anturin ja mittauskohteen välillä ei ole harvinainen
ilman erityisjärjestelyjä.
Mikrokontrollerin parametrien viritys 0,1 asteen epävarmuustasoon
saattaa onnistua "virittämällä" algoritmin nolla-asteen parametri
jääsohjossa ja toivomalla parasta anturin herkkkyyskertoimen
(ohmia/aste) tarkkuuden suhteen.
Kurkkaa viitteitä
suomeksi
http://www.ifm-electronic.com/ifmfin/news/news__5xsbm5.htm
http://www.mikes.fi/documents/upload/Lampotilametrologia.pdf
http://www.envic.fi/TL-PT100.pdf
englanniksi ja saksaksi
http://de.wikipedia.org/wiki/Pt100
http://www.iqinstruments.com/temperature/pt100.html
http://www.pc-oscilloscopes.com/pt100-sensor.html
-- IK
Mika Lindblad
>> mikrokontrolleri, halvoistakin löytyy 8-10 AD-kanavaa. Eikä PT100:n
>> sovittamiseksi tuohon tarvita kuin yksinkertainen oparikytkentä (ja
>> jännitereferenssi).
> Mikä sai olettamaan että kyseessä on harrasteprojekti? Määrittely oli,
> "Rakenteilla on elokuvalabra, ja kun kerran tehdään niin onhan se
> hyvä tehdä kunnolla, "
Satuin tunnistamaan alkuperäisen viestin lähettäjän, ja vedin omat
johtopäätökseni. Arvelin, että kyseessä on harrasteprojekti jossa ei ole
pelkästään tarkoitus saada valmista laitetta, vaan myös kokea rakentamisen
ilo kokonaisuudessaan. Saatan tietysti olla väärässäkin.
> Se mikä PLC:n laitepuolella maksaa tulee takaisin ohjelmoinnin nopeudessa ja
> siinä jos vaikka joku muukin joutuisi myöhemmin ylläpitämään järjestelmää.
> Tämä tuppaa usein esim. talo-automaatiota suunnitellessa unohtumaan.
Olet sikäli oikeassa, että PLC:n käyttäminen on vaivattomampaa. Ja
laajennukset käyvät kivuttomammin, kun valmiita palikoita saa kaupasta.
Mutta tekemällä itse saa juuri sellaisen kuin haluaa, täysin omiin
tarpeisiin mukautetun. Ja jos ominaisuuksia voi aina viilata parempaan, kun
itse tietää miten laite toimii. Ja tämä on kuitenkin
sfnet.HARRASTUS.elektroniikka. Siispä kun kysymys esitetään, on oletettavaa
että se liittyy elektroniikkaa harrasteena. :)
Kaitsu
> tarpeisiin mukautetun. Ja jos ominaisuuksia voi aina viilata parempaan,
> kun
> itse tietää miten laite toimii. Ja tämä on kuitenkin
> sfnet.HARRASTUS.elektroniikka. Siispä kun kysymys esitetään, on
> oletettavaa
> että se liittyy elektroniikkaa harrasteena. :)
Kiitokset harvinaisen hyvin perustellusta vastineesta.
Olen itse täydet urakointioikeudet omaava ja ammatikseni sähköautomaation
kimpussa. Täällä kun niiin usein törmää myös sähköasennuskysymyksiin mm.
juuri edellisen ketjun pistorasiat. Niissä ei harrastus-termiä oikein voi
käyttää, vaan ovat luvan varaisia töitä.
Mutta olen samaa mieltä, elektroniikka harrasteena olkoon täällä
oletusarvona. Unohtamatta kuitenkaan sitä "ammattimaista" vaihtoehtoa.
Ari Laitinen
> Mutta olen samaa mieltä, elektroniikka harrasteena olkoon täällä
> oletusarvona. Unohtamatta kuitenkaan sitä "ammattimaista" vaihtoehtoa.
Kyllä harrastelijatkin tekevät niitä ammattilaisten hommia. Jotkut saattavat
vieläpä harrastaa ihan eri alaa kuin elektroniikkaa.
Käytännön ongelmana tässä on se, että ne seikat, joista täällä usein
joudutaan keskustelemeen mutu-periaatteella, on piilotettu määräyksiin,
joita ei ole kansalaisille avoimesti paljastettu. Minä en tiedä miten
sähköturvallisuutta parantaa se, että joutuu arvaamaan asioita jos
vaihtoehtona on joko tietää tai arvata.
Valitettavinta tässä on se että moni ammattilainenkaan ei näitä tietoja
tiedä eikä tilaaja voi näin ollen asioista huomauttaa kun ei saa tietoa
siitä miten ne olisi pitänyt tehdä.
Kaitsu
>> oletusarvona. Unohtamatta kuitenkaan sitä "ammattimaista" vaihtoehtoa.
>
> Kyllä harrastelijatkin tekevät niitä ammattilaisten hommia. Jotkut
> saattavat vieläpä harrastaa ihan eri alaa kuin elektroniikkaa.
Tässä on nyt erotettava toisistaan elektroniikka harrasteena ja luvan
varaisten sähkötöiden tekeminen harrastuspohjalta.
Matti Helenius
Ohessa linkki Turvatekniikan keskuksen tiedotteeseen/TUKES-ohjeeseen:
http://212.226.167.8/templates/page.aspx?id=17817
Ladattava Kärpäsmaila
Sisältää LED-valon - eroon hyttysistä myös hämärässä
Tuote-esitteen alareunassa lukee tuotemerkki So-Lite ja kääntöpuolella
esitteessä on laitteen suomen- ja ruotsinkieliset käyttöohjeet.
Laitteen maahantuoja on SoliferPolar Oy ja yritys on saanut määräyksen
kerätä kaikki tuotteet pois markkinoilta ja loppukäyttäjiltä.
t. Matti
Wellu Mäkinen
> Aihe: Erittäin vaarallinen sähkölaite Suomen markkinoilla
>
> Ohessa linkki Turvatekniikan keskuksen tiedotteeseen/TUKES-ohjeeseen:
>
> http://212.226.167.8/templates/page.aspx?id=17817
>
> Ladattava Kärpäsmaila
>
> Sisältää LED-valon - eroon hyttysistä myös hämärässä
Ihmettelen kovasti kuinka tälläinen on alunperin päässyt tehtaalta
lähtemään? Siis kuinka suunnittelu/testaus voi olla niin huonoa että
tälläistä asiaa ei huomata. Luulisi jo että tehdas on tehnyt näitä
tappolätkiä ihan piruuttaan..
--
Wellu
Lauri Tischler
Höh, Kiinassa on ihmisiä kun kärpäsiä.
Ari Laitinen
> Ihmettelen kovasti kuinka tälläinen on alunperin päässyt tehtaalta
> lähtemään? Siis kuinka suunnittelu/testaus voi olla niin huonoa että
> tälläistä asiaa ei huomata. Luulisi jo että tehdas on tehnyt näitä
> tappolätkiä ihan piruuttaan..
Arvaan että joku ei "sunnittelija" on päättänyt yhdistää paristokäyttööiseen
lätkään kuuman kytkennän, joka on tarkoitettu esim. valaisimen akun
lataamiseen. Kuvan perusteella laitteessa on vain pelkkä sähköjohto sen
lataamiseen eikä sisään mahdu kovin kummoista elektroniikkaa - ainakaan
muuntajaa.
Ilkka Alhonsalo
> Aihe: Erittäin vaarallinen sähkölaite Suomen markkinoilla
>
> Ohessa linkki Turvatekniikan keskuksen tiedotteeseen/TUKES-ohjeeseen:
>
> http://212.226.167.8/templates/page.aspx?id=17817
>
> Ladattava Kärpäsmaila
>
> Sisältää LED-valon - eroon hyttysistä myös hämärässä
Höh ehdin jo hetken toivoa, että joku olisi valmistanut niin järeän
kärpäslätkän että sillä olisi voinut liiskata ihmisiä. :(