На чем сделать термометр

[Пухич]

Вы уж не обижайтесь, но подход ваш меня пугает, товарищ топикстартер.

[Lagrang]

Как бы сказать по точнее, я уже писал что пентературник для ректификационной колоны, ее работа основана на разделе веществ по температурах кипения, ети температуры определяютс веществом, ну какбы сказать оно начало кипеть температура устаканилась на определенном уровне и держытся до тех пор пока есть в испарителе именно ето вещество, дальше температура доднимаетс и начинается отделение следующей фракции и т.д., я бы сказал что ета задача не совсем стандартная ето термометр но специализированый, мне нужно измерять температуру во все диапазоне с точностю +-0,5 гдад, чтоб видеть когда температура устанавливается и только после етого когда она установилась на определенном уровне, мне нужна точность 0,001 град, в диапазоне гдето пол градуса, может так будет понятнее, педагога с меня точно не будет , мне просто сложно точно обяснить и сформулировать то что я хочу так, чтоб ето не двухсмысленно поняли другие

[Сэр Мурр]

Упс! Крайне сложно объяснить, что такая точность не достижима в принципе.. Поверьте, даже 0,1 градуса точность- и то уже есть достижение.. Делал термометры,так что знаю, о чём говорю.. 0,001градуса не достижима, хотя бы из-за тепловой инерции и тепловых потерь. 0,1 градуса при +70 градусах- да тут уже даже от плотности контакта термометра и объекта измерения погрешности будут больше требуемой.
Ну, если Вас это не убедило- дерзайте!

[Lagrang]

Я уже сам не знаю что с етим всем делать , а если 0,01, етого канешно мало, но может так шото прояснится, хотя бы по поводу датчика

[falkonist]

...работа основана на разделе веществ по температурах кипения, эти температуры определяются веществом,.. оно начало кипеть, температура устаканилась на определенном уровне и держится до тех пор пока есть в испарителе именно это вещество, дальше температура доднимается и начинается отделение следующей фракции и т.д...

Если бы все было так просто, как в теории, то не нужны были бы ректификациенные колонны. Дело во взаимной растворимости веществ одно в другом, когда их раствор кипит при другой температуре, чем каждое в отдельности (спирт, например, получается крепостью не выше 97%, поскольку химически связан с оставшимися 3% воды).

Потому и такая точность совершенно не нужна. Тем более, что, как справедливо отметил

хотя бы из-за тепловой инерции и тепловых потерь

. Т.е., нагревательный элемент (да хотя бы тот же огонь газовой горелки, а тем более - ТЭН) имеет температуру намного большую, чем нагреваемый им субстрат. Если регулирование производится релейным методом (включено/выключено), то за счет тепловой инерции ТЭНа субстрат будет продолжать нагреваться еще некоторое время после его отключения. Аналогично - при новом включении (когда температура снизится ниже пороговой) пройдет некоторое время, пока ТЭН снова нагреется...

По опыту могу сказать, что достигнуть амплитуды колебаний температуры в 0,5 градуса при термостатировании - уже огромное достижение.

Посему основную проблему вижу не в измерении температуры, а в схеме регулировки нагрева ТЭНа - она должна быть не релейной, а релейно-аналоговой, чтобы при приближении к точке термостатирования (например, за 2..3 градуса) нагрев ТЭНа начинал снижаться. В идеале в точке термостатирования мощность теплопродукции должна быть равна мощности тепловых потерь в окружающее пространство + затраты на испарение субстрата.

В Интернете видел только пару подобных схем (если ткнете носом в бОльшее их количество - не обижусь, а порадуюсь).

[Сэр Мурр]

Да у меня вроде получалось поддерживать температуру с точностью , близкой к 0,1 градуса, на жидкостном термостате. На сухом- немного сложнее.
Схемы размещены на нашем сайте.

[Lagrang]

Всем мяууууууу, falkonist просьба без обид, схем регулирования температуры тля ТЕНов, есть туева хуча, особенно в нете, я их исткал не однократно, они точно есть, если не найдете могу скинуть, но я думаю ето не понадобится, на крайняк не тены а индукционный нагрев, и еше, по поводу инерционности ТЕНа и того что его температура выше чем нагреваемого вещества, ето да, но я планирую использовать цыркулируемую буферную жыдкость (раствор солей, и и многоатомных спиртов), если хотите пишыте в аску раскажу как ето сделать, для меня основной гимор с температурником

[Lagrang]

Уважаемый Пухич, без обид, хотите шото сказать мне лично пишыте в приват

[Пухич]

Да причем тут обиды. И в личку прятаться не будем.

to falkonist

Обратите внимание - про управление речь еще ВООБЩЕ не заходила. Я и сам боюсь спрашивать. С измерением бы разобраться.

В идеале в точке термостатирования мощность теплопродукции должна быть равна мощности тепловых потерь в окружающее пространство + затраты на испарение субстрата.

Такое точное термостатирование с минимальными колебаниями возможно (в теории) при применении регуляторов состояния с наблюдателем и адаптивным вычислителем при условии возможности измерения возмущающих величин и промежуточных внутренних переменных колонны (не только температуру, да и температуру в нескольких точках). И полноценная динамическая модель колонны. Учитывая тот факт, что там наверняка где-нибудь вылезет транспортная задержка, придется еще компенсацию по методу Смита делать в регуляторе состояния. Ума не приложу, как топикстартер все это сделает.

В Интернете видел только пару подобных схем (если ткнете носом в бОльшее их количество - не обижусь, а порадуюсь).

Поправлю - речь не о "схемах", а о "системах". Причем таких систем - тысячи. Но в специфических задачах. В обычной промышленности такого почти нет. В нефтехимической промышленности, например, массово идет регулятор РП4 и ему подобные. И ничего, живут люди. Ясное дело, что там более чем о 0,1 градуса точности отсчета и говорить не приходится ВООБЩЕ, при этом не забывайте о точности измерения, которая из 0,1 градуса может сделать "где-то между 0,15 и 0,05". И им хватает почему-то. У них, правда, объемы большие, это им облегчает.

to Lagrang

Следует учесть, что регулятор температуры должен быть настроен так, чтобы не просто "при приближении к точке термостатирования (например, за 2..3 градуса) нагрев ТЭНа начинал снижаться", а чтобы обеспечить регулирование по управлению/возмущению, при заданных их значениях, с заданным перерегулированием и временем регулирования. Здесь нужна полноценная настройка, дай Бог обойтись ПИД-регулятором. Причем нужен явно непрерывный управляющий сигнал, никак не ШИМ (или, что еще хуже, но технически вероятнее ШИМ в системе нагревателя), ведь объемы малые, как я понимаю.

Еще вопрос, как вы будете модель динамики колонны получать. Сколько браги уйдет впустую?

Вернемся к изготовлению мегасистемы измерения. Как у нас говорят "в ТСА нет проблемы управления, есть проблема измерения". Вы готовы эту проблему решать? Самое главное - вы уверены, что если даже у вас все получится, то у вас именно все получится, а не кажется все получилось? Вас про поверку измерителя уже спрашивали. Есть у вас средства для этого?

Давайте считать, чтобы не голословно. Итак, у нас точность 0,001 градуса. Не знаю что это, вы все замалчиваете, видимо все-таки точность отсчета. Пусть абсолютная погрешность должна быть по крайней мере не больше точности отсчета (сделаем такое дикое предположение). Пусть у вас шкала в 45 градусов (95-50), тогда если нормировать по приведенной погрешности (сделаем и такое предположение), то у нас класс точности 0,002 (пусть так, для простоты). Это, обратите внимание, должен быть класс точности ВСЕЙ системы, включая датчик, первичный и вторичный преобразователи и УОИ. Чтобы ее поверить, нужен поверочный прибор с классом точности как минимум выше, чем у поверяемого. Комментарии, как говорится, излишни.

Я не отговариваю делать. Я предлагаю пересмотреть.

[Lagrang]

И в какую же вы сторону, рекомендете пересмотреть???

[ARV]

И в какую же вы сторону, рекомендете пересмотреть???

если факт не укладывается в имеющуюся картину мира - не стоит пытаться опровергнуть факт, следует пересмотреть картину мира

если вы ставите себе задачу "пройти сквозь бетонную стену, не разрушая ее", то как ни старайся - эта задача не будет решена никогда. но если хорошенько подумать, то скорее всего ваша ИСТИННАЯ задача звучит "попасть в помещение за бетонной стеной" - и в этом случае решение имеется наверняка!

думаю, Пухич имел ввиду (и с этим я вполне согласен), что вам следует пересмотреть постановку своей задачи принципиально. иначе вы рискуете попасть в число изобретателей вечных двигателей, которым всегда "чуть-чуть" чего-то не хватает для решения проблемы...

[nictrace]

сомневаюсь, что на промышленных ректификаторах в Европе температура контролируется с разрешением в 1 тысячную...
Даже если и есть - что толку, когда в закрытом помещении показания будут ежесекундно скакать на десятки единиц?

[Lagrang]

Харашо друзья, но какую погрешность предлагаете вы, что буде нормально со стороны точности и денег, +-10 градусов не предлагать , 1 град. будет маловато, тогда мо +-0,1, какие у кого мысли???

[ARV]

а 0,1° погрешность измерения в указанном вами диапазоне реализовать можно хоть на DS18B20, хоть на термопаре, хоть на терморезисторе, хоть на специализированных микросхемках аналоговых... да хоть на обычном диоде! все в ваших силах - что для вас проще

[Lagrang]

Разве DS18B20, обеспечит нужныю точность???

[Пухич]

если вы ставите себе задачу "пройти сквозь бетонную стену, не разрушая ее", то как ни старайся - эта задача не будет решена никогда. но если хорошенько подумать, то скорее всего ваша ИСТИННАЯ задача звучит "попасть в помещение за бетонной стеной" - и в этом случае решение имеется наверняка!

+1000!

думаю, Пухич имел ввиду (и с этим я вполне согласен), что вам следует пересмотреть постановку своей задачи принципиально.

Прям мысли читаете!

Харашо друзья, но какую погрешность предлагаете вы, что буде нормально со стороны точности и денег, +-10 градусов не предлагать Very Happy, 1 град. будет маловато, тогда мо +-0,1, какие у кого мысли???

Опять пальцем в небо. Почему вы точностью так странно оперируете? Была тысячная, тут вдруг десятая, а единицы - плохо. А сколько надо исходя из требований техпроцесса? Оттуда все идет. Давайте вы, как химик, предъявите конкретные требования (только без тысячных, пожалста ).

Разве DS18B20, обеспечит нужныю точность???

Опять же мне неясно - о какой точности речь?

Если речь о точности отсчета, то получить можно точность, равную единице МЗР вашего АЦП. Взяли АЦП разрядов 16, вот вам и тысячные получать можно (как конкретно - Амаяк Акопян посоветует). Но как они буду связаны с реальной температурой - одному Богу известно. Калибровать и поверять нечем. Конечно же гораздо лучше дело обстоит при использовании неповеряемых калиброванных/калибруемых датчиков типа ds18b20. Там не надо аналоговой обвязки, а влияние питания и всего остального непосредственно на датчик откалибровано и учитывается, при этом цифровая обвязка (МК и ЖКД) погрешностей дает минимум (можно считать, что вообще не дает, ежели все это отнести к УОИ), так что при его применении можно четко сказать - точность измерения будет такая-то (см. даташит) безо всякой поверки. Точность отсчета - опять же от датчика зависит и от УОИ.

Так что я за цифровой датчег.

ЗЫ: Повторю еще раз, чтобы не путаться дальше - точность отсчета это одно, а точность измерения - совсем другое. Некий цифровой датчик обеспечивает заданную (согласно даташиту) точность измерения (например "погрешность 0,2 градуса по всей шкале") и заданную (согласно даташиту) точность отсчета (например "показывает температуру с точностью 0,1 градуса"). Обратите внимание - точность отсчета может быть выше точности измерения.

Еще пример - есть две линейки на 50 см. Одна стальная советская, другая пластмассовая китайская. Обе обеспечивают отсчет с точностью до деления шкалы, т.е. до 1 мм. Но китайская линейка на все 10 миллиметров короче советской. Вывод - либо китайская, либо советская (что вряд ли) линейка имеет низкое качество изготовления, что выливается в тот факт, что измеряя эталонную длину, например, 454 мм мы можем получить на советской линейке, например, 455 мм, а китайской, например, 448 мм. Точность измерения советской линейки явно выше. Хотя точности отсчета у них одинаковы.

Так наглядно?

[Lagrang]

Всем привет, по поводу процеса, есть необходимость измерять температуру в колоне, температура определяется свойствами вещества которое сейчас находится в ней, и которое находится в состоянии термодинамического равновесия. грубо говоря температуру кипения, по которой и судится какое именно вещество сейчас в колоне часть которого конденсируется и отбирается, так температура кипения спирта етилового 78,15 град при температуре 760 мм рт.с..НО до достижения етой температуры выделяются другие спирты и ацетоны, в ети моменты (отделения веществ), температура в колоне устанавливается тоже на определенном уровне, который как вы поняли тоже соответствует температуре кипения. Так что надо мерять температуру. Вы скажете что температура кипения зависти от атмосферного давления, ето да по етому измерение температуры можно вести в условных единицах, то что близко к 78,15 ето спирт все остальное побочные фракции. когда начинает переганятся побочная фракция температура начинае прыгать в большую сторону. По поводу точности, канешноже я имею ввиду точность измерения а не отсчета, то что перескочил с 0,001 до 0,1 град, не вы ли мне говорили что измерения температуры с погрешностю измерения +-0,001 град есть не реальным??? Исходя из етого и получилось число 0,1 град, естессно можна и меньше значение, ето только лутчше так как контроль точности разделения колоны будет выше, а как следствие меньше примесей в готовом продукте. Надеюсь я ответил. Так что такие дела

[Пухич]

По поводу точности, канешноже я имею ввиду точность измерения а не отсчета, то что перескочил с 0,001 до 0,1 град, не вы ли мне говорили что измерения температуры с погрешностю измерения +-0,001 град есть не реальным???

Я не говорил, что нельзя точность такую иметь (запрещено и все тут). Я лишь просил обосновать. А то вы прыгнули на 0,1 градуса, а вдруг надо 0,01? А может все-таки 0,001 и стоит заморочиться? Так что определитесь сначала - чего вам надо по точности. Кстати, по точности отсчета тоже надо определиться. Об этом не забывайте.

Далее. Если речь о точности измерения, то вашу систему надо поверить, и то только после того, как вы расчетами подтвердите. Если вы пользуете калиброванный датчик (например цифровой, например ds18b20), то уже проще - он вам какую то точность выдаст, которая будет определяющей.

ЗЫ: Не расстраивайтесь. Не вы первая, и не вы последняя жертва метрологии.

[Lagrang]

Пухич шо ты можеш порекомендовать, где будет применятся я описал, пускай будет 0,01 град, но на чем терморезистор и мост, или шо DS18B20 не проконает точно

[Пухич]

Пухич шо ты можеш порекомендовать, где будет применятся я описал, пускай будет 0,01 град, но на чем терморезистор и мост, или шо DS18B20 не проконает точно

Значит нужен термометр сопротивления или термопара (могут иметь высокую точность) и преобразователь. Точность отсчета с преобразователя - на вашей совести, точность измерения - вообще-то тоже.

Мост иметь необязательно.