Форум РадиоКот https://radiokot.ru/forum/ |
|
Точная температура в MY-64. https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=10&t=136244 |
Страница 1 из 2 |
Автор: | TEKTRON [ Вс окт 02, 2016 23:52:59 ] |
Заголовок сообщения: | Точная температура в MY-64. |
Повышение точности измерения температуры мультиметром MY-64. Лирическое вступление. Через пару недель исполнится 10 лет, как я пользуюсь двумя такими приборами (один – на работе, второй - дома), и всё это время функция измерения температуры в них не выдерживает никакой критики. Ограничусь такой констатацией, чтобы удержаться в рамках литературной лексики. Почти каждый год предпринимались попытки поправить дело, но получалось только хуже. Тому есть несколько причин. Первая – отсутствие у меня чёткого представления о методике проведения подобных работ. Знакомые метрологи только плечами пожимали – «а что тут сложного, подаёшь на вход устройства напряжение, соответствующее нужной калибровочной температуре и подстроечником выставляешь требуемые цифирки на дисплее. ВСЁ!». Ага, щас, если бы. Попробовал, конечно. Стало гораздо хуже. Как смог, вернул обратно, откалибровал 100 в кипятке и смирился с враньём на 10…12 градусов в области комнатных температур. Вторая – несоответствие схемы, скачанной из сети, реальному прибору. При этом все подстроечники под своими позиционными обозначениями присутствуют на плате, но это ничего не значит. Третья – как выяснилось, схема компенсации холодного спая в этом приборе рассчитана НЕВЕРНО (похоже, разработчик, как и я, не имел чёткого понимания в данной области), и БЕЗ ДОРАБОТКИ НЕ СПОСОБНА ПРАВИЛЬНО РАБОТАТЬ В ПРИНЦИПЕ. Во всяком случае, так обстоят дела в двух моих экземплярах. Вполне возможно, что за 10 лет производитель исправил недочёты и теперь точность измерения температуры MY-64 достигла ±1°С, как в результате данной доработки, а не унылых ±5°С в диапазоне от -20 до 0 °С и ±7°С в диапазоне от 0 до 400 °С, указанных в паспорте. Доступа к более свежим экземплярам у меня нет. Всё изменилось совсем недавно, когда случайно присмотрелся к схеме компенсации на LM235 и комментариям в её даташите на стр.10 Fig.28. Самое время не слишком глубоко погрузиться в Теоретические дебри. ![]() Рис.1. Если совсем кратко – термопара генерирует разность потенциалов, пропорциональную АБСОЛЮТНОЙ температуре спая, т.е. начиная с -273,15 °С (ноль Кельвин). На каждый градус нагрева выше абсолютного нуля термопара типа К вырабатывает 40,8 мкВ, т.е. в тающем снеге она выдаёт 40,8*273,15=11,14мВ (в таблице указано 11,17 мВ, возможно, при расчёте было использовано больше знаков коэффициента Зеебека). Таким образом, напряжение на R4 смещает нуль на выходе к нулевой температуре по шкале Цельсия. Напряжение на R3 – это и есть собственно компенсирующее напряжение, которое тоже должно изменяться на величину коэффициента Зеебека, но зависеть от температуры контактов мультиметра, к которым подключена вилка термопары. Фактически это второй термометр, расположенный внутри прибора. LM335 является датчиком температуры с коэффициентом преобразования 10 мВ. А нам надо 40,8 мкВ/°С. Для получения этого введён делитель 200к/0,816к (R3=816 Ом для термопары типа К). Посчитаем: 10мВ/0,0408мВ=245,1 – во столько раз надо уменьшить сигнал с LM335. (200+0,816)/0,816=246,1 - а делитель с указанными номиналами уменьшает во столько раз – и здесь ошибка. Должно быть R3=819 Ом. Ну да ладно, мы же не собираемся эту схему собирать. СпойлерВ MY-64 LMx35 работать всё равно не будет, т.к. стабильное напряжение там всего около 3 Вольт (2,94 и 2,96 В в имеющихся экземплярах). Делим его на 10 мВ и получаем 300-273=27°С как максимально возможный выход с LMx35. А что будет падать на обязательном балластном резисторе или генераторе тока?В принципе, в качестве датчика температуры неплохо работает кремниевый диод (для себя я его открыл лет 14 назад, после того, как в заводской термокамере прогнал СМД диод с дохлой материнки от -100 до +110°С. Во всём этом диапазоне было 2мВ/°С. Ирония судьбы – для походного варианта была добавлена схема смещения нуля на TL431, аналогичная по назначению указанной в даташите). Теперь пора провести Анализ схемы MY-64 и расчёт компонентов. Как упоминалось, схема, скачанная с популярного ресурса, изобилует неточностями и здесь приводиться не будет. Вместо неё посмотрим вот на это: ![]() Рис.2. R65,VR4,R66 подключаются поворотным переключателем только при измерении температуры и предназначены для установки опорного напряжения АЦП. Вся шкала 1000 °С, соответственно опорное напряжение должно быть 40,8 мВ. R77 и R76 (в схеме из сети они ошибочно пронумерованы как R70 и R71) представляют собой узел сдвига нуля, аналогичный таковому на рис.1 (R4 с обвязкой). Исходно установлен R76=1,3к , его надо ЗАМЕНИТЬ на любой в диапазоне 1,6…2к, желательно использовать 1% 0806. VR0 необходим для последующей регулировки. Вообще все вновь вводимые в схему компоненты обозначены нулевыми порядковыми номерами. Помимо VR0 добавлены R0 и R00. R67,VD13,R68 как раз и составляют тот самый узел компенсации холодного спая, который рассчитан неправильно. Для лучшего понимания можно нарисовать его в ином варианте, поменяв местами R67 и VD13, на принцип действия это не повлияет. Итак, с диода имеем 2мВ/°С, а требуется 40,8 мкВ/°С. Оставим R68 как есть и рассчитаем делитель: 2мВ/0,0408мВ=49; (R67+560)/560=49; R67=560*49-560=26880 Ом. Вот какое сопротивление должен иметь R67 для корректной работы узла компенсации. А у нас 33000 Ом. Расчёт показывает, что проблема решается подключением в параллель к R67 сопротивления в 145 кОм. Из наличия были выбраны 1%-ные 113к+34к=147к (без подбора). Ура, нас ожидают финальные операции: Монтаж, калибровка, проверка. Составим план работ по шагам. Они указаны на рис.2 цифрами в кружочках. Вплоть до шага 4 термопару НЕ ПОДКЛЮЧАЕМ. 1. Переводим поворотный переключатель MY-64 в режим измерения температуры, и НЕ ВКЛЮЧАЯ извлекаем плату из корпуса. Выясняем расположение актуальных компонентов. Фото ниже вам поможет. ![]() ![]() Включаем MY-64, подключаем внешний вольтметр к ползунку VR4 и измеряем опорное напряжение относительно клеммы COM платы. При необходимости подстраиваем VR4 для получения 40,8 мВ. 2. Выключаем плату и подпаиваем дополнительные резисторы R0 и R00 к R67 (я подпаял без затей, «домиком», см. фото). ![]() ![]() 3. Отворачиваем 4 черных самореза крепления дисплея (запомните усилие, чтобы при сборке не сорвать резьбу в пластмассе) и осторожно снимаем ЖКИ. Резинок и контактов не касаемся и бережём их от загрязнения! Отпаиваем R76=1,3к, впаиваем на его место резистор из указанного выше диапазона (1,6…2к), на те же контактные площадки подпаиваем выводы VR0. Он должен быть малогабаритным, иначе верхняя крышка не закроется. ![]() ![]() Возвращаем дисплей на место. Оставим плату минут на 5 для выравнивания температуры и включаем её. Рядом должен стоять термометр, показывающий температуру рядом с платой. Вращением VR0 выставляем показания на дисплее, равные показаниям комнатного термометра. ![]() 4. Подключаем термопару. Плату помещаем в нижнюю половину корпуса. Располагаем поблизости ёмкость с кипящей водой (для поддержания кипения очень удобны компактные китайские кипятильники для путешественников). Между платой и ёмкостью размещаем экран для защиты платы от нагрева инфракрасным излучением. Подойдет кусок картона, поставленный вертикально. Погружаем горячий спай термопары в бурлящую часть кипятка, но не ближе сантиметра от нагретой части собственно кипятильника. Также избегаем спокойных участков воды, т.к. градиент там – будь здоров. Проверяем, что дисплей показывает ровно 100, при необходимости чуть-чуть подстраиваем VR4. ![]() ![]() ![]() Окончательно собираем прибор. Далее проверки. Убираем кипяток, выжидаем пару минут для стабилизации температуры и зажимаем горячий спай между пальцев – показания должны составлять 36 или 37. ![]() Отключаем термопару (в мокром виде она занижает показания на несколько градусов) и убеждаемся, что комнатная температура отображается верно. Для особо сомневающихся могу предложить поместить выключенный MY-64 без термопары вместе с хорошим комнатным термометром в холодильник минут на 10…20 (а по мере приближения зимы просто вынести на холод). По истечении этого времени, не перемещая, включить MY-64 и сравнить показания с термометром. ![]() ![]() Наслаждаемся результатом ![]() P.S. Не исключено, что подобные доработки могут помочь и для других моделей мультиметров. P.P.S. Всё вышеизложенное является описанием работ, выполненных автором на своих приборах. Желающие повторить должны осознавать, что действуют на свой страх и риск. Автор не даёт никаких гарантий. На десерт несколько фоток в хорошем разрешении со снятым дисплеем. Вдруг понадобится кому... ![]() ![]() ![]() ![]() |
Автор: | RU3DDM [ Пн окт 03, 2016 06:02:45 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
TEKTRON писал(а): термопара генерирует разность потенциалов, пропорциональную АБСОЛЮТНОЙ температуре спая Лично для меня более понятно другое определение- Эдс термопары пропорциональна разнице температур концов термопары и равна (Tгор-Тхол)*К Кстати, хоть и буржуиская термопара типа К и отечественная ХА являются обе хромель-алюмелевыми, термо-эдс у них несколько разнятся, видимо из-за различного состава материалов электродов. Зависимость термо-эдс от температуры нелинейна, и в серьезных приборах температура определяется табличным способом, по многим точкам с вычислением промежуточных значений. |
Автор: | TEKTRON [ Пн окт 03, 2016 09:40:39 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
RU3DDM писал(а): TEKTRON писал(а): термопара генерирует разность потенциалов, пропорциональную АБСОЛЮТНОЙ температуре спая Лично для меня более понятно другое определение- Эдс термопары пропорциональна разнице температур концов термопары и равна (Tгор-Тхол)*К.К сожалению, знание мною приведённого вами академически строгого определения не помогло решению проблемы. Ключевым для меня стало именно понимание физического смысла этих самых 11,17мВ. Потому и сделал акцент на абсолютном нуле (в вашем определении начало начал как-то ускользает, т.к. речь ведётся о разности температур). Короче говоря, сформулировал так в надежде, что кому-нибудь будет понятнее. На строгий академизм и не претендую. За инфу о нелинейности спасибо, даже и не знал ![]() зы. Назвать китайскую коммунистическую термопару "буржуйской" - это как-то... оппортунистически ![]() ![]() |
Автор: | otus [ Пн окт 03, 2016 14:17:38 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
Покаркаю чуток ![]() У меня есть такой агрегат с платой ревизи 95 года,на выводных компонентах с мс от TI,JRC,IPA - всё совпадает со схемой ![]() Если зажать термопару между ... пальцев ![]() градусов.Возьми другой термометр,хоть медицинский,и проверь здоровье ![]() Термопара на картинках явно не родная от MY-64. Что теперь показывает при замктнутых щупах на пределе 200 МегаОм ? Помнится,что выставлял 0 китайскиму PT-100 на другом ДММ по таящему льду,вроде и этот со своей термопарой был там же. Вообщем проверю что показывает и твою методику ![]() |
Автор: | RU3DDM [ Пн окт 03, 2016 16:28:35 ] | ||
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. | ||
otus писал(а): Если зажать термопару между ... пальцев ![]() ![]()
|
Автор: | TEKTRON [ Пн окт 03, 2016 17:04:16 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
otus писал(а): Покаркаю чуток Конструктивная критика приветствуется!![]() Цитата: У меня есть такой агрегат с платой ревизи 95 года,на выводных Вот значит от этой ревизии схема и гуляет по сети. В SMT версии 2005 года уже существенные отличия.компонентах с мс от TI,JRC,IPA - всё совпадает со схемой ![]() Цитата: Если зажать термопару между ... пальцев Хотел ответить, что на фото я держу одновременно две термопары, ТХ3 показывает 35,7 , а MY64 - 36. С учётом отсутствия десятых долей округление вполне корректное. Однако только что при проверке тот самый ТХ3 показал 37(!), а второй 36,6 . В комнате 28,7 C. Присмотрюсь повнимательнее, постараюсь перепроверить эти мультиметры. Тут у меня проблема в том, что наши метрологи не дают свои эталонные поверенные ртутные термометры взять домой на выходные, поэтому проверить не так просто. Подумаю, как выкрутиться. В крайнем случае, с поверенным Р4833 мне не откажут, останется найти, где проверить термопару.![]() градусов.Возьми другой термометр,хоть медицинский,и проверь здоровье ![]() Цитата: Термопара на картинках явно не родная от MY-64. Абсолютно родная, просто стеклотканевая оплётка истрепалась, и год назад я заменил её на термоусадку.Цитата: Что теперь показывает при замктнутых щупах на пределе 200 МегаОм ? Разве можно так пугать? ![]() Цитата: Помнится,что выставлял 0 китайскиму PT-100 на другом ДММ по таящему Надеюсь, результатами поделитесь?льду,вроде и этот со своей термопарой был там же. Вообщем проверю что показывает и твою методику ![]() Со своей стороны хочу отметить, что имеется сильная зависимость показаний от разряженности батареи в MY64, по этому поводу тоже придётся что-то предпринимать. RU3DDM, информативная картинка. Но возникают вопросы: 1. Грудная клетка 33,4 спереди и 33,3 сзади (лопатка), плечо 33,3 бицепс и 32,4 трицепс. Откуда тогда между ними, в подмышке, намеряют 36,6? 2. Опять же грудная клетка 33,4 , голова 33,5, а между ними шея 34? 3. Какая температура в помещении при замерах? Влажность? В какое время суток проводились замеры? Чем занимался изображенный товарищ непосредственно перед замерами? 4. Что и как измеряли - температуру кожи бесконтактно по излучению, или температуру тела контактно? 5. Почему температура ягодиц на полтора градуса выше температуры пупка? 6. Какова толщина жировой прослойки у подопытного? Судя по температуре пупка, пивной животик не маленький ![]() |
Автор: | RU3DDM [ Пн окт 03, 2016 17:34:16 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
Очень трудно найти в быту точную реперную точку для калибровки. Температура кипения воды 100 С только если она дистиллированная и кипит на уровне моря. Я живу на высоте 270 метров на уровне моря и температура кипения у меня 99,1 С. А примеси в воде могут как повышать так и понижать ее. |
Автор: | TEKTRON [ Пн окт 03, 2016 17:45:23 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
у меня по навигатору +210 метров и вода из-под крана ![]() |
Автор: | RU3DDM [ Пн окт 03, 2016 18:11:07 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
Колпачок из под чего-нибудь, заполнить термопастой, сунуть в него конец медицинского термометра и контролируемую термопару. И все это варварство-под мышку ![]() |
Автор: | otus [ Пн окт 03, 2016 18:11:52 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
С t такая же котовасия,как ис U,R,I и другими величинами ![]() Купи простой дешёвый дигитальный термометр\часы, c двойным ( In Out) показанием температуры и выносным датчиком.Он довольно точный."Пружина отчасов" больше гармонирует со стрелочными приборами ![]() 0 градусов проверяется на тающем льде,думаю самая достоверная точка температуры, легко повторяемая в домашних условиях. Спойлерhttps://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=KYOJayWqB3gну или triple point of water Спойлерhttps://www.youtube.com/watch?v=Irr8fOLtiWcС кипящей водой уже не так просто. Предлогайте варианты по второй,третей? реперным точкам температуры. Термопара у тебя 4 проводная,моя двух. ![]() Про 200М,у меня тоже 0.9,но что-то в памяти отложилось VR5 R70 ,были связаны с этим пределом,может и путаю,давно не заглядывал в него. Схемы MY-6x и прочих: Спойлерhttp://217.11.227.71:22080/projects/reveng_multimeters/schema-7106/?C=N;O=D |
Автор: | TEKTRON [ Вт окт 04, 2016 06:57:25 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
otus писал(а): ...Термопара у тебя 4 проводная,моя двух. ![]() Про 200М,у меня тоже 0.9,но что-то в памяти отложилось VR5 R70 ,были связаны с этим пределом,может и путаю,давно не заглядывал в него. Да нет же, это просто ДВЕ двух проводные термопары от ДВУХ мультиметров, сложенные вместе для замеров в одной точке. Синяя оболочка - от ТХ3, а две чёрных термоусадки - от MY64. За 200М могу огорчить - раз есть такие воспоминания, значит и у вас схема не срастается. Я наступал на те же грабли. Потому что в реале VR5 как раз и стоит в узле измерения сопротивления, а не там, где он нарисован на схеме, НИКАКОГО отношения к измерению Т он не имеет, Потому-то мне и пришлось вводить VR0. Если интересно, могу выложить накопленные к данному моменту комментарии к схеме, когда доберусь до домашнего компа. Правда, они сырые и не претендуют на безошибочность, но относительно VR5 я уверен. |
Автор: | otus [ Вт окт 04, 2016 11:26:43 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
Спасибо,думаю сам сориентируюсь в этих "трёх берёзах" ![]() Повтори обязательно замеры на 0-вой температуре,с ней очень сложно ошибиться,можно даже этот +/- 1С этого прибора привести к показаниям прибора с разрешением 0.1 градуса. С кипятком всё очень сомнительно,там можно получить несколько градусов ошибки от не известной температуры кипения. |
Автор: | TEKTRON [ Вт окт 04, 2016 17:44:27 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
Дождусь устойчивого снежного покрова и займусь. |
Автор: | Arhammon56 [ Вт окт 04, 2016 18:12:35 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
А чем LM35 не устраивает? У неё заявленная точность такая же как у гадания на кофейной гуще с тающей и кипящей водой. |
Автор: | otus [ Вт окт 04, 2016 21:37:08 ] | ||
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. | ||
Дождусь устойчивого снежного покрова и займусь. Ааа - лед из морозилки и блендером не дистиллированный ![]() Вот методика от NIST: Спойлерhttps://www.nist.gov/pml/mercury-thermometer-alternatives-verification-methods-alternative-thermometersвпридачу:
|
Автор: | TEKTRON [ Ср окт 05, 2016 05:33:52 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Точная температура в MY-64. |
Arhammon56 писал(а): А чем LM35 не устраивает? У неё заявленная точность такая же как у гадания на кофейной гуще с тающей и кипящей водой. Отличная вещь, но не поддерживается мультиметром напрямую, да и диапазон узковат, чтобы полностью отказаться от термопары. А так - её близкий родственник lm135 прилежно трудится у меня везде, где можно. Otus, все равно дистиллятка рекомендуется, лучше снежной каши трудно что-то придумать. |
Страница 1 из 2 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |