Датчик показания температуры

Проверка правильности показаний датчиков температуры

Заказчики часто задают вопрос: «Я разместил в одном помещении несколько датчиков и измерителей температуры, но все они показываю разную температуру. Какому прибору или датчику верить?».

В любом помещении, даже без вентиляции, существуют градиенты температур. В пределах двух метров горизонтальный градиент температуры может составлять 2°С, а разница температур над полом и под потолком может доходить до 10°С. Поэтому разница в показаниях в несколько градусов в пределах помещения не является показателем неправильной работы приборов.

Но если сомнения все же остаются, следует выполнить поверку или хотя бы проверку средств измерений.

Процедура поверки - это проведение испытаний с целью подтверждения точности средства измерений. Каждое средство измерения проходит поверку перед продажей на заводе-изготовителе. В паспорте на средство измерения указывается период поверки, обычно 1 год. Значит, для полной уверенности в правильности измерений один раз в год следует отнести средство измерения в региональную лабораторию госстандарта, где специалисты-метрологи подтвердят правильность измерений или признают средство измерений непригодным к использованию.

Конечно, все средства измерения температуры, которые заказчики используют в своих технологических процессах, поверять в лабораториях Госстандарта практически невозможно. Мы рекомендуем выбрать хотя бы один датчик или измеритель температуры (самый точный из тех, что у вас есть) и ежегодно его поверять. Наличие такого «образцового» датчика позволит Вам периодически самим проверять правильность работы всех используемых средств измерения температуры.

Проверка правильности показаний средств измерения температуры может быть выполнена методом сравнения. Следует налить воду в любую емкость. Оставить эту емкость, датчики и металлический открытый термос в том месте, где будет проходить сравнение, на несколько часов для того, чтобы и вода, и стенки термоса приняли комнатную температуру (фото 1). Перелить воду в термос и погрузить в него датчики и термометры (фото 2). Выдержать еще не менее получаса. После этого можно считать, что неравномерность температуры воды в термосе будет не более 0,2 °С, и можно провести сравнение показаний. Показания приборов и датчиков следует сравнивать с показанием «образцового» датчика.

Если разность показаний прибора и образцового датчика отличаются не более чем на сумму их погрешностей плюс 0,2°С, значит, приборы и датчики измеряют правильно.

Если вы обнаружили, что какой-либо из стеклянных термометров неправильно показывает, использовать его больше нельзя.

Если вы обнаружили, что неправильно показывает какой-либо датчик или измерительный преобразователь, все-таки, следует отнести их на поверку в Госстандарт. Там измерят точные величины отклонений от истинного значения и внесут поправки в память преобразователя. После этого прибор будет вновь показывать точно.

Arduino и цифровой датчик температуры DS18B20

DS18B20 - это цифровой датчик температуры. Датчик очень прост в использовании. Во-первых, он цифровой, а во вторых - у него всего лишь один контакт, с которого мы получаем полезный сигнал. То есть, вы можете подключить к одному Arduino одновременно огромное количество этих сенсоров. Пинов будет более чем достаточно. Мало того, вы даже можете подключить несколько сенсоров к одному пину на Arduino! Но обо всем по порядку.

Arduino датчик температуры DS18B20

DS18B20 имеет различные форм-факторы. Так что выбор, какой именно использовать, остается за вами. Доступно три варианта: 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, и 3-Pin TO-92. Серфинг по eBay или Aliexpress показывает, что китайцы предлагают версию TO-92 во влагозащищенном корпусе. То есть, вы можете смело окунать подобное чудо в воду, использовать под дождем и т.д. и т.п. Эти сенсоры изготавливаются с тремя выходными контактами (черный - GND, красный - Vdd и белый - Data).

Различные форм-факторы датчиков DS18B20 приведены на рисунке ниже.

Модель DS18B20 во влагозащищенном корпусе:

DS18B20 удобен в использовании. Запитать его можно через контакт data (в таком случае вы используете всего два контакта из трех для подключения!). Сенсор работает в диапазоне напряжений от 3.0 В до 5.5 В и измеряет температуру в диапазоне от -55°C до +125°C (от -67°F до +257°F) с точностью ±0.5°C (от -10°C до +85°C).

Еще одна крутая фича: вы можете подключить параллельно вплоть до 127 датчиков! и считывать показания температуры с каждого отдельно. Не совсем понятно, в каком проекте подобное может понадобится, но подключить два сенсора и контролировать температуру в холодильнике и морозильной камере можно. При этом вы оставите свободными кучу пинов на Arduino. В общем, фича приятная.

Что вам понадобится для контроля температуры с помощью Arduino и DS18B20

Программное обеспечение

  • Естественно, вам необходима Arduino IDE;
  • Библиотека OneWire library, которая значительно облегчает работу с Arduino и датчиком DS18B20;
  • Скетч.

Скачать Arduino IDE можно с официального сайта Arduino.

Библиотеку OneWire Library можно скачать на OneWire Project Page (желательно скачивать последнюю версию библиотеки).

Оборудование

  • Как минимум один цифровой датчик температуры DS18B20;
  • Контроллер Arduino (в данном примере используется Arduino Uno);
  • 3 коннектора;
  • Монтажная плата (Breadboard );
  • USB кабель для подключения Arduino к персональному компьютеру.

USB кабель необходим для программирования нашего Arduino. После того, как вы "зальете" скетч на плату, можно подключать ее к отдельному источнику питания.

Подключение DS18B20 к Arduino

Датчик подключается элементарно.

Контакт GND с DS18B20 подключается к GND на Arduino.

Контакт Vdd с DS18B20 подключается к +5V на Arduino.

Контакт Data с DS18B20 подключается к любому цифровому пину на Arduino. В данном примере используется пин 2.

Единственное, что необходимо добавить из внешней дополнительной обвязки - это подтягивающий резистор на 4.7 КОм.

Схема подключения DS18B20 к Arduino показана ниже (в скетче, который будет приведен ниже, проверьте строки 10 и 65. В них указаны пины, к которым вы подключали контакт сигнала с датчика и режим питания!):

На рисунке ниже приведена фотография нашей простой схемы "в жизни".

Паразитное и обычное питание

Есть альтернативный вариант подключения - так называемое "паразитное" подключение. В этом случае мы не будем подключать пин +5V к пину Vdd на датчике DS18B20. Вместо этого мы подключим контакт Vdd с датчика DS18B20 к GND. Преимущества такого подключения очевидны: нам понадобится всего два коннектора!

Недостатком такого подключения является ограничение количества одновременно подключаемых сенсоров. Кабели для подключения должны быть максимально короткими!

В общем, с "паразитным" подключением надо быть аккуратнее и лучше его все-таки не использовать. Результаты (значения температур) могут оказаться самыми неожиданными.

Скетч для Arduino и сенсора DS18B20

Установливаем библиотеку OneWire Library

После того как вы скачали архив с библиотекой, ее надо импортировать. Для этого в Arduino IDE выберите пункт “Sketch” - “Import Library” - “Add Library” и выберите архив, который вы скачали. Если у вас возникли проблемы, с установкой библиотеки, ознакомьтесь с инструкцией по установке библиотек в Arduino .

Загружаем скетч на Arduino

Скетч, который представлен ниже, есть в библиотеке OneWire, в категории examples. Перейдите в “File” - “Examples” - “OneWire” и выберите пример “DS18x20_Temperature”. Код программы представлен ниже.

Данный пример использует библиотеку OneWire Library, для того, чтобы собрать данные со всех подключенных датчиков температуры DS28B20 (как подключить несколько сенсоров описано в конце статьи) и отобразить их в окне серийного монитора Arduino IDE.

В окне серийного монитора вы увидите примерно следующее:

ROM = 28 88 84 82 5 0 0 6A

Chip = DS18B20

Data = 1 56 1 4B 46 7F FF A 10 D1 CRC=D1

Temperature = 21.37 Celsius, 70.47 Fahrenheit

No more addresses.

ROM = 28 88 84 82 5 0 0 6A

Chip = DS18B20

ROM = 28 88 84 82 5 0 0 6A

Chip = DS18B20

Data = 1 56 1 4B 46 7F FF A 10 D1 CRC=D1

Temperature = 21.37 Celsius, 70.47 Fahrenheit

No more addresses.

Обычное или паразитное питание?

DS18B20 может работать в обычном или в так называемом "паразитном" режиме. В обычном режиме для подключения используется 3 коннектора, в "паразитном" режиме - в его лишь 2.

Вам надо настроить правильный режим в скетче, чтобы снять достоверные показания с датчика:

  • Для "паразитного" режима в строке 65 надо указать: ds.write(0x44, 1);
  • Для обычного режима в строке 65 указывается: ds.write(0x44);

Убедитесь, что вы указали корректные пины!

В строке 10, где указано “OneWire ds(2);” устанавливается пин, к которому подключен контакт data с сенсора.

В этом примере использован пин 2, но значения пина по умолчанию в примере OneWire стоит на 10. Можно использовать и его.

#include &ltOneWire.h&gt

// пример использования библиотеки OneWire DS18S20, DS18B20, DS1822

OneWire ds(2); // на пине 10 (нужен резистор 4.7 КОм)

Где: t1,t2,t3 и т.д. - разные приборные панели

t1 = Sierra 2.0i OHC /'88 (ABS,тахометр, индикатор температуры ОЖ с буквами NORM, точками и рисками)

  • t2 = Sierra 2.8i V6 /'86 (ABS,тахометр, индикатор температуры ОЖ только с точками и рисками)
  • t3 = Sierra 2.8i V6 /'86 (ABS,тахометр, индикатор температуры ОЖ только с точками и рисками)
  • t4 = Escort 90г. двиг. 1,6, карб с автоматом
  • t5,t6 = Sierra 1.8 OHC /'88 карб. (,тахометр, индикатор температуры ОЖ с буквами NORM) (8 января 2001г)

  • для t1 - t3, t6 сопротивление в Омах, при котором стрелка индикатора отклоняется до соотв. положения индикатора ОЖ

    для t4, t5 - в градусах Цельсия

    Методика измерений для t1 - t3:

    Для измерения сопротивления резисторов применен цифровой мультимер Mastech MY-68

    точность в диапазоне до 326 Ом - 0.8%

  • разрешающая способность 0.1 Ом
  • Для измерения температуры применен цифровой мультимер M-836
      Датчик показания температуры температура
    • разрешающая способность 1 градус Цельсия

    • Во время измерения приборные панели запитывались от лабораборного стабилизированного источника питания PS-15/18 напряжением 13.8v
    • Замеры проводились трижды, значения усреднялись.

    • Соответствии показаний датчика температуры и реальной температуры двигателя для t4

      Ранее в конференции неоднократно поднимался вопрос о соответствии показаний датчика температуры (вернее индикаторного прибора на панели) и реальной температуры двигателя. Мною было проведено небольшое исследование на эту тему, результаты которого я и предлагаю вашему вниманию. Итак, машина - Эскорт 90г. двиг. 1,6, карб с автоматом пуска. Напомню, что шкала прибора представляет собой сектор, разделенный на три неравные части:

      нижняя часть - белый сектор (далее "БС") - холодный двигатель,

    • средняя часть - черный сектор с надписью "NORM",
    • верхняя часть - красный сектор - перегрев.

    • Замерялась температура непосредственно тосола с помощью термопарного датчика, введенного в шланг малого круга. Ниже приводятся средние значения по результатам трех измерений:

      • - нижняя граница БС = 40-45*С,
      • - середина БС = 60-65*С,
      • - граница белого и черного секторов = 75*С,
      • - середина буквы "M" = 85*С,
      • - середина буквы "R" = 90*С,
      • - между R и M = 92-93*С (темп. ВЫКлючения электровентилятора),
      • - середина буквы "O" = 95*С,
      • - между N и O = 97*C (темп. ВКлючения электровентилятора).

      Очевидно, что конкретные значения на разных машинах могут отличаться в ту или другую сторону. Но, видимо, существует одна общая закономерность - чем выше значение температуры, тем более "растянута" шкала. В маленький белый сектор "вмещается" 30-35 градусов, а в три раза больший черный - всего 20-22, и, кроме того, чем выше температура, тем меньше "прыгали" значения измерительного прибора. Если кого-то интересуют технические подробности, могу ответить мылом. Удачи на дорогах! Александр.

      Измерения проводились с помощью двух мультиметров:

      М320 — для измерения сопротивления и

      М-838 — для измерения температуры

      Датчик температуры был выкручен из блока и опущен в банку с водой, где нагревался газовой горелкой. Термопара мультиметра была опущена туда же. Зажигание включено.

      Закипание воды произходило одновременно с приближением температуры к 100 градусам. Температуру 106*C объясняю соприкасанием термопары со дном банки.

      В следующий раз вместо воды буду использовать антифриз.

      При работе двигателя на месте (прогрев) стрелка находится между O и R. При движении опускается вниз R и остаются там. (для зимы)

      Летом же стрелка находится между верх. R и верх. О. Пару раз, в пробках (оба раза в 9-11 вечера), поднималась к началу красной зоны. Приходилось включать вентилятор (Признаков закипания видно не было.

      датчики температуры как проверить?

      Датчик показания температуры температура

      вода и воздух - одинаковые сопротивления для

      Рекомендуем также прочитать
      Датчик температуры поверхности труб (ПИМБ-900)
      - ТДМ103 датчик реле температуры (манометрический)
      Газ 3110 406дв 3A%2F%2Fforum.zr.ru%2Fforum%2Fpublic%2Fstyle_images%2Fmobile%2Fprofile%2Fdefault_large.png" /% mestet 21 марта 2012
      Датчик температуры охлаждающей жидкости на Ford Transit (Форд Транзит) Подбор по параметрам
      Датчик температуры воды накладной ДТС3225-PТ1000.B2. Назначение