termočlen

Možnosti meritev je več. Termoćlen je neroden, saj je prikazovanje in obdelava teh podatkov danes v glavnem digitalna. Če imaš namen sam kaj takega delati se ti izplača pogledati LM75 in kak mikrokontroler. Če pa vztrajaš pri linearnih elementih pa mogoče kak senzor iz serije kty..
Včasih ko se teh elementov ni dobilo smo si pomagali celo z PTK upori, kakršni se uporabljajo v televizorjih za razmagnetovalne tuljave.

Pri bencinskem motroju se doseže tudi do 1000°C.

@VolkD: Zgleda da ti niso najbolj jasni pogoji, ki vldajao pod havbo avta. In verjetno ti tudi namen te meritve ni jasen. Verjami mi da rabiš senzor, ki zna to zmerit. Vse kaj boš sam čaral bo ti dalo neuporabne meritve in tudi vstrajnost bo prevelika.

@Snow: Kaj bi rad meril in zakaj bi rad meril.

Malo bom še tečen :)

Kakšnih avtomobilov? Kje? Za koga?
Če se čudiš zakaj te to sprašujem? Zato ker tudi sam malo šraufam :)

No kolko jaz vem je z delilniki problem ker mora biti ena točka na fiksni temperaturi ali pa moraš diferenčno merit. Mi smo imeli delilnik narejen tako, da je bil na eni strani peltier in temp senzor (Torej regulirana temperatura in diferenčna meritev). Drugi senzor (termočlen NiCr-Ni) je bil nekje na polovici. Za toplotni prevodnik prevodnik je bila nekakšna tehniška keramika (nimam pojma kaj). In tudi izolacijski material nimam pojma kaj je bil. Skratka stvar je delovala ni pa merla hitro, specificirana natančnost je bila 0,2%(če se dobro spomnim) samo je vseskup tak plesalo da je po moje blo bolj tak(preverit tak ne moreš ker 1900°C in 2000°C je isto vroče ko primeš :)) in tudi veliko je bilo. In po vrhu še komplicirano in drago.

Kaj si imel namen merit temperaturo na kolektorju ali boš meril direktno izpušne pline? Če boš meril direktno pline in če se ukvarjaš z dirkalnimi mašinami boš vedel, da v izpuhu vladajo zelo hudi pogoji. Od noramlnega delovanja do extremov ko leti skozi sveža nezgoreta A/F mešanica (ki je hldana), ki se pač nekje vžge (vroče). In tudi snovi kot žveplove spojine ti lahko delajo kar težave. Vem pa, da imajo nekatri avti že stock vgrajene senzorje temperature izpušnih plinov tako da bi bilo mogoče vredno pogledat kaj se dobi.

En način bi bila tudi brezkontakna meritev (IR senzor) samo ne vem kako bi to izvedel in če sploh obsatjajo za takšne temperature.

VolkD:

PT-100 stane nekaj drobiža. Zakaj se zaj* s termodelilniki in podobnim ?

PT-100 stane nekaj drobiža. Zakaj se zaj* s termodelilniki in podobnim ?

Kake 2 leti sem delal v steklarni v Herpeljah. In tam smo ugotovili zakaj je to bolje. Rešitev je bistveno trajnejša!
Mimogrede.. ostanki, ki se naberejo na PT100 v cevi, kjer so izpušni plini vplivajo na prevodnost.
S steklom je precej podobno. Verjetno ne veste, a steklo še zdaleč ni izolator, še posebej, če ga segreješ preko 850 °C.

Pa še en haklc je. Steklo v peči ima verjetno tako specifično toploto kot temp. prevodnost veliko višjo od zraka, temperatura procesa pa se spreminja verjetno veliko počasneje od temperature izpušnih plinov, ki se lahko bistveno spremeni v sekundi ali manj.

Tako so zahteve pred senzorjem tu bistveno drugačne...

Verjetno je bilo napak razumljeno, zato bom svoj stavek popravil:

Ostanki, ki se naberejo na PT100 v cevi, kjer so izpušni plini vplivajo na električno prevodnost.

Sploh pa, kako se boš izognil izgubam termodelilnika ? Saj recimo že na mestu, kjer pride zadeva privita v izpušni kolektor izgubiš precej in to na tak način, da tega praktično ne moreš kompenzirat. Poleg tega verjetno traja, da se taka zadeva uravnovesi, senzor pa reagira verjetno z odzivom reda sekunde.

Verjetno ne vem o čem govorim, pa bi prosil, da mi objasniš nekaj stvari:
Zakaj bi imel termodelilnik izgube, kje in kakšne so ? Kaj pri tem izgubiš?
Zakaj se termodelilnik urovnoveša, saj ni mostiček ?
Od česa vse zavisi hitrost reagiranja senzorja ( verjetno si mislil termodelinika) ?

Ostanki, ki se naberejo na PT100 v cevi, kjer so izpušni plini vplivajo na električno prevodnost.

Ja, O.K. ampak tu že davno ni več govora o PT-100, če se dobijo že namenski senzorji za majhen denar, sploh pa kaj ti preprečuje, da si omisliš senzor, ki je prekrit s kako neprevodno plastjo ?

°Zakaj bi imel termodelilnik izgube, kje in kakšne so ? Kaj pri tem izgubiš?

>Kar se termodelilnika tiče, toplota ni voda ali električni tok in pri njej je problem tako s prevodniki kot z izolatorji. Sam
>delilnik se lahko hladi v okolje, tako konvekcijsko in kontaktno (zrak in različni materiali okrog delilnika) kot skozi
>sevanje (fotoni). Seveda ga lahko izoliraš, ampak določenim točkam težko uideš , recimo točki, kjer gre delilnik skozi cev
>izpušnega kolektorja.

Najprej malo teorije o termodelilnikih. Njihov osnovni princip delovanja je v tem, da se toplotna energija prenaša z točke večjega potenciala na točko manjšega potenciala. Pri tem nastane toplotni tok. Ta je odvisen od lastnosti materiala. Nekateri materiali imajo veliko toplotno prevodnost, nekateri pa majhno - so torej toplotni izolatorji. Analogija z električnim tokom je takorekoč popolna. Tako kot se na električnem delilniku napetosti porablja določena energija, tako se tudi na toplotnem delilniku porablja neka energija. Govoriti o izgubah pri obeh je pravzaprav nesmisel. Lahko govorimo le o tem, da imamo razen želenih ( električnih/toplotnih) prevodnikov še neželene, ki jih moramo v izračunih upoštevati. Ne v enem ne v drugem primeru okolica ni idealni (električni/toplotni) izolator.
Delilnik ( električni/toplotni) torej nima izgub ima pa neželjene pretoke energije, ki ob njihovem neupoštevanju vplivajo na točnost meritve z takim delilnikom. V obeh primerih je mehansko fizikalna izvedba delilnikov tista, ki vpliva na te neželjene pretoke. Ker pa se ta izvedba v času ne spreminja, je njene lastnosti mogoče izmeriti in v kasnejši uporabi merilnikov upoštevati. V odvisnosti od energijske zaloge virov, lahko nekatere pretoke ("izgube") preprosto zanemarimo.

primer1 (električna varianta): Imamo kondenzator, ki ima naboj 1C, kar je v običajnem življenju pravzaprav pomeni majhen električni naboj. Ta kondenzator se prazni tako da v okolico zaradi difuzije oddaja elektrone. Vprašanje je ali tako oddani eletroni v okolje predstavljajo bistven del izgube naboja ? Iz fizike vemo, da je naboj kvantiziran, torej je sestavljen iz najmanjših enot naboja. Ne more vsebovati vrednosti naboja, ki niso mnogokratnik osnovnega naboja, ki znaša 1.602e-19 As. Izgiba elektronov zaradi difuzije iz prevodnikov je le nekaj 10e2 ( odvisno od vrste prevodnika) elektronov na na s/m2 površine. Iz povedanega sledi, da v praksi lahko mirne duše zanemarimo tok elektronov, ki nastane zaradi difuzije v sosednje materiale.

primer2 (toplotna varianta): Telesa, ki so na nekem toplotnem potencialu oddajajo svetlobo in s tem izgubljajo energijo.
Svetloba so pravzaprav oddani fotoni. Foton je osnovni (najmanjši možni) delček elektromagnetnega polja (tudi to je kvantizirano!). Ker pri nas ne gre za generiranje elektromagnetnih valovanj, niti ne gre za jedrske procese, je nastanek fotonov pogojen le z prehodom elektronov z višje orbite atoma v nižjo. Energija tako oddanega fotona je torej še manjša od energije elektrona. Nadaljnje poglabljanje v teorijo fizike privede do Planckove konstante. Praktično razumevanje pojava pa pove, da je energija, ki jo telo izgubi vsled sevanja fotonov zanemarljivo majhna glede na celotno toplotno energijo.
Slednje dejstvo je zelo pomembno, saj ga je recimo potrebno upoštevati pri načrtovanju elektronike za satelitske potrebe. Zanemarljiva izguba toplotne energije vsled sevanja fotonov je namreč krivec, da se elektronika v vakumu pregreva do te mere, da odpoveduje.

°Zakaj se termodelilnik urovnoveša, saj ni mostiček ?

>Kdo pravi, da se samo mostički uravnovešajo ? Sicer pa je to sintaktična debata, ki bolj sodi v Toporišičevo področje.
>Pod "uravnoveša" mislim da doseže temperatura senzorja točko, ki jo določa delilno razmerje delilnika. Če se vroči konec
>delilnika hitro segreje, mu verjetno senzor skozi delilnik ne bo hipoma sledil.

Ne gre zato, da bi se tu šli Toporišiča, konec koncev tako meni, kot tebi manjka kup vejic in polna sva kratic in tujk. Vendar moramo stvari poimenovati tako, da bo vsem razumljivo o čem teče beseda. Zato bom tvoje uravnovešanje preimenoval v umerjanje. To je vsled neidealnosti toplotnega delilnika seveda potrebno, a ga je mogoče izvesti kot funkcijo implementirano v samem mikrokontrolerju.

°Od česa vse zavisi hitrost reagiranja senzorja ( verjetno si mislil termodelinika) ?

>Kaj je tu senzor, je spet stvar dogovora. A če rečemo, da novi sklop (= star senzor+delilnik) predstavlja senzor za novo temp >območje, ptem imamo pred seboj senzor z večjo maso, z daljšo termično potjo od merjenega vira do starega senzorja in z >verčjimi "izgubami"- torej več toplote izpušnih plinov požre senzor.

Kot sem že rekel, ne moremo poimenovati senzor enkrat določen element, drugič pa celotno napravo o kateri je govora, brez, da bi to posebej povedali, ker pride v nasprotnem pri čitalelju do konfuzije.

Energija, da bi se termični delilnik segrel, je seveda potrebna, a prav tako je potrebna energija, da bi se segrel kakršen koli drugačen senzor (pt100 recimo). Časovna odvisnost pa zavisi predvsem od toplotne prevodnosti. Tu pa si v termičnem delilniku lahko bogato izbiramo materiale, ki imajo mnogo večjo toplotno prevodnost kot recimo PT100. Prav tako nikjer ne piše, da mora toplotni delilnik imeti veliko maso! Izbiramo si lahko materiale, ki so v takem okolju bistveno trajnejši od direktnih senzorjev. Brez hudih problemov se torej da narediti toplotni delilnik, ki bo zanemarljivo malo vplival na "obremenitev" vira energije. Pa še ta vpliv se da matematično preračunati.

Merimo torej toplotni pretok skozi material katerega toplotna prevodnost je natančno določena. To pa pomeni meritev temperature dveh točk toplotnega delilnika. Z DS18B20 se recimo lahko doseže 12 bitni raster meritve, kar v danem primeru povsem zadošča. To namreč pomeni raster 0.1 °C v merilnem območju do 100 °C. Glede na 2 senzorja je napaka vsled rasterja lahko 0,2 °C. Toplotni delilnik je tako kot vsi delilniki linearen elemnet. Povzroči pa to, da je napaka meritve vsled rastra v končni meritvi za 2 °C pri meritvi temperatur okrog 1000 °C. Da ne bo pomote - govorimo o rastru meritve. Natančnost omenjenega elementa je slabša in znaša 0,5 °C. Z upoštevanjem dveh merilnih elementov in toplotnega delilnika pridemo na 10 °C pri temperaturah okrog 1000 °C. Slednjo napako se z umerjanjem lahko popolnoma odpravi. No kot praviš - res ni potreba komplicirati, brez odpravljanja te napake je točnost meritve 1 %. Za nelaboratorijske pogoje omenjeno povsem zadošča.

V primeru meritve z recimo PT100 je potrebno upoštevati še dodaten problem. V avtomobilu, ne zgolj pod pokrovom, je okolje, ki analognim signalom še zdaleč ni prijazno. Motenj je toliko, da včasih odpovedujejo povsem običajne stvari, kot so radijski sprejemniki. Napetost, ki jo mi pojmujemo kot 12 V je vse prej le to ne. Ob zagonu motorja, lahko za kratek trenutek pade na vsega nekaj voltov (opazujte luči avta, ki ga malomarni šofer prižiga pri prižganih lučeh). Ob intenzivnem polnjenju akumulatorja pa ta napetost lahko zraste celo na 16 in več voltov. Glede na to da je PT100 pravzaprav upor, je tudi tu zelo težko zagotoviti ustrezno referenco, še težje pa to potem izmeriti. V praksi je zelo težko izmeriti kako veličino natančneje od 1 %. Kar poglej si razred točnosti tvojega univerzalnega instrumenta (če je sploh označen).

Energija, da bi se termični delilnik segrel, je seveda potrebna, a prav tako je potrebna energija, da bi se segrel kakršen koli drugačen senzor (pt100 recimo). Časovna odvisnost pa zavisi predvsem od toplotne prevodnosti..

Jaz ne pravim,d a senzor sam ne potrebuje energije, le da je potrebna energija, če imaš delilnik pred senzorjem vedno večja.

Saj to je normalno, ker večji del energije teče skozi delilnik mimo senzorja. Tudi če je celoten senzor "spodnji upor" delilnika, je ta energija še vedno večja kot če imaš itsi senzor direkt na viru energije.

Pa ni point to. Kaj pa je recimo z termično vztrajnostjo ? Če se toliko sklicuješ na napetostni delilnik, je paralela tam parazitna kapacitivnost, pa tudi hitrost širjenja signala. Senzor ima neko svojo vztrajnost, delilnik s takim senzorjem pa zagotovo večjo. Poleg tega potrebuje toplota nek čas, da se razširi skozi delilnik do senzorja.

Jaz sem bil najbolj vesel namiga, da se termočlene dobi pri conradu. :)
Sprva jih tam nisem našel, ker ne vsebujejo besede "termočlen".

Kar se tiče temperaturnih delilnikov, pa je zadeva zanimiva, predvsem pa imam pomisleke o odzivnosti takšnega sistema.

Valjda ne boš kupoval stvari pri Conradu ;o/

Ozri se malo okrog in povprašaj. Lahko bi prebrskal po starih Avtomatikah in pogledal, kdo se resno ukvarja z merjenjem temperatur, a stric Google ti bo že izbrskal točno to kar iščeš, lepo zapakiranio v škatlico in nemara še najceneje.

Drugače pa sem na omegini strani našel tole. Gre do visokih temperatur in ima visoko kemično odpornost.

Termočlen:

NICr - NI ........ do 1200°C

Verjetno najcenejši. Dve žici NICr in Ni zvariš ns koncu skupaj pa imaš termočlen.

LP