Cách hiệu chỉnh cảm biến nhiệt độ


7

Tôi đang sử dụng cảm biến nhiệt độ LM35, tạo ra công suất 10,0 mV / ° C. Mạch của tôi sẽ xử lý nhiệt độ lên tới khoảng 90C

Tôi có thể làm gì để kiểm tra đầu ra LM35 và có thể tinh chỉnh nó cho chính xác? Có bất kỳ hóa chất không nguy hiểm nào dễ dàng thu được dưới 100C không?

Hoặc nếu tôi buộc phải thay đổi mạch để xử lý nhiệt độ lên đến 100C thì việc gắn cảm biến chống nước phù hợp vào chảo nước sôi có đủ để hiệu chỉnh nó không?

Ghi chú

Tôi không tìm kiếm độ chính xác 0,1C, 0,5 sẽ làm.

Cập nhật

Tất cả các câu trả lời thú vị, cảm ơn, nhưng giải pháp đơn giản nhất dường như là thay đổi mạch để cho phép 100C là điểm hiệu chuẩn đủ gần

Câu trả lời:


10

Câu trả lời của nhà vật lý trước:

Chuẩn bị một bát nước đá (tan chảy) vào một ngày mà áp kế gần 1013 mbar áp suất. Dán cảm biến của bạn trong đó. Đọc bạn nhận được ở trạng thái cân bằng là đọc 0C của bạn.

Chuẩn bị một chảo nước sôi từ từ, cũng vào một ngày mà áp kế gần 1013 mbar áp suất. Dán cảm biến của bạn trong đó. Đọc bạn nhận được ở trạng thái cân bằng là đọc 100C của bạn.

Chia phạm vi can thiệp thành 100 phần bằng nhau.

Cái hay của phương pháp này là bạn không bị ràng buộc với các lỗi được thực hiện trong khi hiệu chỉnh cảm biến bạn đang sử dụng để hiệu chỉnh hoặc các lỗi được thực hiện khi hiệu chỉnh cảm biến mà họ đã sử dụng để hiệu chỉnh cảm biến bạn đang sử dụng để hiệu chỉnh hoặc ... ( Vân vân).


1
Tôi đồng ý với việc tắm nước đá, nhưng anh ấy nói rằng mạch bị giới hạn ở 90 độ C khiến nước sôi. Lý tưởng nhất là anh ta nên cố gắng tìm hai cách đọc khác để đo lường chính xác các mạch chính xác.
Jim C

7
Đừng quên hiệu chỉnh phong vũ biểu của bạn.
Đốc

2
Ngoài ra, nhiệt kế chính xác là chính xác hơn nhiều cho việc này. Với nước đá, bạn phải che nó lại để đọc chính xác hơn. Đối với nước sôi, phải đun rất chậm là 100C. Nếu bạn cần nó thực sự chính xác (như + -0.1C), điều đó không đủ tốt.
Olli

Thời tiết tạo ra bao nhiêu sự khác biệt? Tôi thấy điểm sôi giảm đi 1C sau mỗi 285M, vì vậy tôi có thể tính đến điều đó, nhưng liệu thời tiết có tạo ra sự khác biệt đáng kể hơn không?
David Sykes

Điểm tốt về cũng hiệu chỉnh phong vũ biểu. Mặc dù lưu ý rằng sự đảm bảo không khí sẽ không tạo ra bất kỳ sự khác biệt đáng chú ý nào đối với điểm nóng chảy của nước vì điểm ba ( en.wikipedia.org/wiki/Triple_point ) chỉ là 0,01 ° C ở 0,6117kPa (6.117mbar), khá xa so với 1013m. Nhưng đối với điểm sôi, bạn có thể sẽ nhận được sự khác biệt đáng chú ý.
hlovdal

6

Đây thực sự là một số câu hỏi trong một số lĩnh vực, hầu như không có câu hỏi nào về điện tử.

Phần đầu tiên là Metrology , nghiên cứu về các phép đo, và trong trường hợp này là độ chính xác. Cho rằng bản thân LM35 khá rẻ (khoảng $ 0,65 đến $ 3,00 USD với số lượng 1k) và chỉ chính xác 0,5 ° C (ở 25 độ C) và +/- 1 độ C ở các cực trị của thang đo, điều đó không có nghĩa để dành quá nhiều tiền hoặc thời gian cố gắng hiệu chỉnh hoặc cải thiện độ chính xác của nó.

Thứ hai là về câu hỏi hóa học của các chất (an toàn) có điểm sôi (hoặc tan băng) dưới 90 độ C. Chất duy nhất được sử dụng để hiệu chuẩn nhiệt kế kháng bạch kim (SPRT) theo ITS-90 là điểm nóng chảy của Gallium (29,7646 C) và điểm ba của nước tinh khiết (0,010 C). Tôi không biết về độc tính của Gallium, nhưng tôi cho rằng việc không có sẵn Gallium phủ nhận mối quan tâm đó. Một lần nữa hiệu chỉnh nó chống lại bất cứ thứ gì khác ngoài nước tinh khiết ( nước khử ion / nước cất ) dường như không đáng để bỏ công sức.

Nước cất / nước khử ion thường có sẵn trong các cửa hàng tạp hóa Bắc Mỹ và Tây Âu, kết hợp thành phần với nước đóng chai. Đây không phải là lớp phòng thí nghiệm phân tích, nhưng đủ tốt cho nhiều thí nghiệm tại nhà. Tôi không có đầu mối về tính khả dụng của nó trên toàn cầu, nhưng nếu nước đóng chai có sẵn thì rất có khả năng nó cũng có sẵn.

Tôi cũng sẽ cẩn thận để không cho rằng bất kỳ sự khác biệt là không đổi hoặc thậm chí tuyến tính trên toàn bộ phạm vi nhiệt độ. Ví dụ, SPRT có thể được hiệu chuẩn đến 5 điểm tham chiếu dựa trên tính chất hóa học của các yếu tố khác nhau trong phạm vi của chúng để giúp xác định đường chuẩn.

Tôi đồng ý với Martin , rằng so sánh với cặp nhiệt điện có thể là phương pháp hiệu quả nhất và / hoặc giá cả phải chăng, đề nghị khác của tôi là so sánh cảm biến LM35 với nhiệt kế hiệu chuẩn tốt, tốt hơn là có độ lớn tốt hơn so với cảm biến (tức là +/- 0,1 độ ở các cực trị của thang đo và +/- 0,05 độ C ở 25 C).

Do định luật khí kết hợp , bạn cũng cần phải tính đến áp suất khí quyển nếu tham chiếu đến một hiện tượng vật lý (ví dụ như nóng chảy, sôi), thay vì so sánh tương đối của hai thiết bị có cùng thời gian / địa điểm và do đó cùng áp suất khí quyển. Tùy thuộc vào vị trí của bạn, việc điều chỉnh có thể nhỏ hoặc lớn, tùy thuộc vào độ cao của vị trí của bạn và áp suất và nhiệt độ khí quyển hiện tại so với điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và áp suất .


Tôi xin lỗi vì những gì có vẻ như quá mức cần thiết, nhưng tôi không muốn bạn (và những người khác) hiểu lầm khi cho rằng hiệu chuẩn / độ chính xác chất lượng cao là dễ dàng hoặc nhanh chóng đạt được.

Hy vọng rằng điều này sẽ giúp giải thích các yếu tố tiềm năng là gì để bạn có thể quyết định cách bạn muốn giải quyết vấn đề trong trường hợp của bạn. Chúc may mắn.


2

Dán một cặp nhiệt điện loại k vào LM35 và so sánh kết quả với số đọc trên đồng hồ cặp nhiệt điện. Làm nóng toàn bộ cụm từ từ trong lò cho đến khi đọc trên đồng hồ cặp nhiệt điện ổn định. Cũng đặt toàn bộ lắp ráp trong tủ lạnh để kiểm tra điểm nhiệt độ thấp.

Mặc dù bạn hoàn toàn không cần lò nướng được kiểm soát nhiệt độ, nhưng vấn đề là các hằng số thời gian nhiệt của cặp nhiệt điện và LM35 khác nhau, vì vậy trong khi nhiệt độ thay đổi, cái này sẽ đi trước cái kia. Cung cấp cặp nhiệt điện cho LM35 sẽ giúp ích, thay vì để nó chọc vào không khí tự do, để chúng được ghép nhiệt.

Cặp nhiệt điện loại K có giá rẻ và có sẵn rộng rãi, và có thể đọc đến mức độ chính xác hợp lý cho hầu hết các mục đích. Đồng hồ có thể đọc trong vòng 0,01C nhưng độ chính xác không phải là độ chính xác , do đó chỉ có thể sử dụng cho những thay đổi tương đối.

Vì tất cả các cảm biến nhiệt độ đều đo nhiệt độ của chính chúng, hãy lưu ý rằng nó sẽ thay đổi chậm hơn so với cặp nhiệt điện do khối lượng nhiệt cao hơn và khớp nối với PCB.


Đây có phải dựa vào độ chính xác của cặp nhiệt điện để kiểm tra LM35 không? Nếu vậy thì tôi đoán bất kỳ nguồn nhiệt độ ổn định hợp lý nào cũng sẽ làm được (tôi không nghĩ lò nướng của tôi hiểu được phụ 100C)
David Sykes

0
  1. Sử dụng hỗn hợp nước cất và đá lạnh (phần lớn băng = gần như không nổi) Bạn sẽ nhận được tương đối dễ dàng 0 độ C với độ không chắc chắn dưới 0,2 độ C (0,005deg C có thể đạt được). Chèn cảm biến tối thiểu 15 cm, tốt hơn 20..25cm (để làm mát cáp cảm biến) và trộn hỗn hợp theo thời gian. Đợi vài phút cho đến khi đọc ổn định.
  2. 90 độ 'C: mượn nhiệt kế 50..100'C với độ phân giải 0,1deg / div hoặc 0,2dev / div từ phòng thí nghiệm hóa học. Đặt cả hai nhiệt kế gần nhau vào nồi với nước nóng. Trộn nước với thìa. Bạn sẽ nhận được sự không chắc chắn dưới 0,3deg. Điểm sôi của nước có thể cho độ chính xác tương tự, nhưng khó lấy hơn, và như đã đề cập bởi những người khác, yêu cầu điều chỉnh độ cao và áp suất khí quyển ở mực nước biển (hoặc áp suất khí quyển tại phòng thí nghiệm của bạn).
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.