Подключение калибровочного файла

[Andrew Lunev]

Есть специальные приборы - калибраторы-измерители ИКСУ, и их аналоги. Они могут воспроизвести сигнал термопар и как раз используются в метрологических лабораториях для поверки вторичных приборов. С ИКСУ подается эталонный сигнал и сравнивается с тем, что измерил поверяемый прибор. Но они достаточно дороги. Так что попробуйте найти лабораторию где есть подобный прибор и попросить поверить ваш.
Наверное можно что-то похожее и на Али найти намного дешевле, но опять же в их точности нет никакой уверенности.

[jane_wild]

Для симуляции сигнала с термопары, на работе я пользуюсь таким.
Получается достаточно точно

[georgiy2590]

Разобрал модуль WP9065ADA и выяснил, что схема измерений построена на четырех микросхемах MAX6675 - измерять может от 0 до 1024 градусов Цельсия. Температуру холодного спая эта микросхема компенсирует с помощью встроенного датчика температуры. Правильно ли я тогда понимаю, для того что бы узнать температуру холодного спая мне достаточно замкнуть измерительные контакты между собой ?

[Andrew Lunev]

Да, все верно. Если просто замкнуть вход на модуле обычной медной проволокой, то канал должен отображать температуру холодных спаев.

[georgiy2590]

Добрый день.
После небольшого перерыва, сделал некоторые тесты. Проверил термопары в воде со льдом и в кипящей воде.

Тест в ледяной воде

График в ледяной воде, в среднем если считать, то разница с PT100 составляет порядка 11 градусов Цельсия.

Тест в кипящей воде

График в кипящей воде, так же разница составляет порядка 10-11 градусов Цельсия.

Тест в остывающей воде

Так же проверил температуру остывающей воды - все 4-ре термопары показывают одинаковую температуру и одинаковый наклон графика.

Температура холодного спая

На данном графике изображена температура холодного спая (замкнул входы модуля WP9065), датчик PT100 измеряет температуру воздуха рядом с модулем WP9065. Тут как видно по графику с WP9065 температура холодного спая выросла порядка на 3 градуса - я думаю, что это связано с само нагревом внутри корпуса модуля (если не прав, поправьте меня пожалуйста).

[Andrew Lunev]

Как я и писал ранее, вы скорее всего получите смещение на константу во всем диапазоне температур. Вы получили разницу примерно 10-11 градусов в нуле, при 100 градусах и при замыкании входа у вас в конце графика те-же 10-11 градусов разницы. То есть вам не нужна калибровочная кривая, а надо просто сместить все показания на константу. Вопрос в том, константа ли это или смещение будет меняться от температуры окружающей среды и того, как установлен модуль (в шкафу или свободно, горизонтально или вертикально).
Причину я не знаю, но очень похоже, что проблема именно в измерении температуры холодного спая. Температура должна измеряться максимально близко к клеммам, к которым подключается термопара. В идеале надо измерять именно эту температуру клемм. Где фактически стоит датчик температуры холодных спаев в модуле я не знаю. Если на него влияет нагрев модуля, то это большая ошибка проектировщиков модуля.
Попробуйте выключить модуль на несколько часов, чтобы он полностью остыл. Затем повторите эксперимент с холодными спаями. Увидите на сколько влияет прогрев модуля. Если в помещении температура будет примерно постоянной, а температура холодных спаев минут за 10-30 значительно изменится, то дело точно в прогреве модуля.

Если вы разбирали модуль, то можете выложить фото внутренностей? Очень интересно где там стоит датчик холодных спаев. Возможно его можно будет как-то доработать, чтобы точность стала выше. Можно попробовать без корпуса провести эксперимент с холодными спаями.

[georgiy2590]

Провел тест температуры холодного спая в течении 2 часов и получил следующие результаты:

холодный спай

Как видно из графика температура холодного спая в начале показывала 29 градусов Цельсия, через минут 10 температура поднялась до 31 градуса Цельсия и колебалась около этого значения в течении всего теста. Думаю, что можно сделать вывод о том, что температура холодного спая меняется после прогрева микросхемы MAX6675 в течении первых десяти минут работы и при дальнейшей работе вполне стабильна.
Датчик температуры в данной микросхеме встроенный, температура воздуха вокруг модуля думаю сильно меняться не будет поэтому рассчитываю на стабильные измерения.

фото платы

Модуль основан на четырех микросхемах MAX6675 - компенсация холодного спая в них за счет внутреннего датчика температуры.

[Andrew Lunev]

Получается, что температура холодных спаев измеряется внутри корпуса микросхемы, а микросхема находится внутри корпуса самого модуля. Температура же холодных спаев должна измеряться на клеммах разъема. То есть там, где электроды термопары переходят в медные соединения. Разъем вынесен за корпус и имеет совсем другую теплоемкость. Видимо поэтому и такая разница в показаниях.

Я бы вообще не стал пользоваться таким устройством для хоть каких-то точных измерений. Но если хотите использовать именно его, то я бы поставил внешний датчик температуры снаружи корпуса модуля в непосредственной близости к разъему подключения термопар. Например, приклеил бы датчик DS18B20 термоклеем на разъем для термопар. Затем оставил один канал модуля закороченным, чтобы он выдавал температуру холодных спаев. Брал разницу между показаниями DS18B20 и каналом с температурой холодных спаев и вычитал это значение из текущих показаний остальных трех каналов. Тем самым вы просто замените датчик холодных спаев внутри микросхемы MAX6675 на внешний датчик с намного большей точностью. Сможете компенсировать основную часть погрешности измерений вашего модуля.

Датчик DS18B20 можно подключить к любой Ардуинке и завести в систему или через USB или любой другой интерфейс.

[georgiy2590]

Понял спасибо вам за совет, подумаю над реализацией вашей конструкции.

[Andrew Lunev]

Я бы еще просто ради интереса приклеил бы дополнительный датчик DS18B20 термоклеем на корпус микросхемы MAX6675. Чтобы просто посмотреть, как меняется температура микросхемы внутри модуля относительно температуры снаружи. Скорее всего получите те же 10 градусов разницы.

Еще интересно микросхема MAX6675 она оригинальная от фирмы Maxim или китайская копия с неизвестно какой точностью внутреннего датчика.

[Юрий]

По поводу DS18B20. Можно воспользоваться таким вариантом.

[Andrew Lunev]

На всякий случай добавлю немного теории. С точки зрения метрологии вычитать температуру холодных спаев неверно. Все дело в том, что характеристика преобразования милливольт в градусы и обратно нелинейная. Правильно переводить температуру холодных спаев в мВ, затем вычитать это значение из измеренных мВ термопары и потом результат переводить из мВ в градусы по калибровочной характеристике нужного типа термопары. Но, если предположить, что разница между DS18B20 и MAX6675 у вас будет лежать в пределах 5-15 градусов, то погрешность из-за нелинейности от вычитания температуры, а не мВ будет меньше 0,5 градусов. Что позволит значительно снизить вашу погрешность измерений.

[Borjomy_1]

А еще можно подпаяться напрямую к ножкам микросхемы и разъему, проводами соответствующего состава и обрезав медные дорожки. Банально откусив их от самой термопары.

[Andrew Lunev]

А еще можно подпаяться напрямую к ножкам микросхемы и разъему, проводами соответствующего состава и обрезав медные дорожки. Банально откусив их от самой термопары.

Тоже рабочий вариант, но провода термопарные очень плохо паяются. Только если с кислотой в качестве флюса. Нейтральным точно не получится.
Ну и меня еще смущает разница в 8 градусов в показаниях даже сразу после включения. Ведь, по идеи, в первые пару минут ни микросхема ни корпус еще не могли так разогреться. Поэтому возникает вопрос на сколько вообще MAX6675 верно измеряет температуру холодных спаев. Заявленная точность 1,5 градуса по даташиту, но тут явно больше получилось. Вот и возник вопрос, на сколько установленная микросхема MAX6675 оригинальная.

[georgiy2590]

Я бы еще просто ради интереса приклеил бы дополнительный датчик DS18B20 термоклеем на корпус микросхемы MAX6675. Чтобы просто посмотреть, как меняется температура микросхемы внутри модуля относительно температуры снаружи. Скорее всего получите те же 10 градусов разницы.

Еще интересно микросхема MAX6675 она оригинальная от фирмы Maxim или китайская копия с неизвестно какой точностью внутреннего датчика.

А что даже такую микросхему могут подделывать ?