Teorin utifrån formeln för brus är väl ganska enkel.
Har du en referensbrusnivå vid säg 0 grader celsius
eller 100 grader celsius så ändrar sig brusnivån enligt formeln
och du kan beräkna aktuell temp.
Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
-
ElectricNooB
- Inlägg: 600
- Blev medlem: 26 juli 2011, 20:58:06
Re: Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
Så där, nu har jag mätt lite och fått fram följande resultat för en gammal diod som jag har en rulle av.
Som någon sa så är det -2mV/C och hyfsat linjärt vart det också.
(Man kan aldrig ha för många mätpunkter xD)
Som någon sa så är det -2mV/C och hyfsat linjärt vart det också.
(Man kan aldrig ha för många mätpunkter xD)
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
Klart bättre än jag trodde!
Är formeln giltig även när det drar iväg neråt -30 °C ?
Just nollpunkten eller något därunder brukar många sensorer ha problem med.
Är formeln giltig även när det drar iväg neråt -30 °C ?
Just nollpunkten eller något därunder brukar många sensorer ha problem med.
-
EinarEnfas
- Inlägg: 166
- Blev medlem: 14 september 2012, 21:19:15
Re: Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
Sjukt intressant! Som hobbyist är ju detta toppen. Inget jag hade tänkt på alls.
-
ElectricNooB
- Inlägg: 600
- Blev medlem: 26 juli 2011, 20:58:06
Re: Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
Jag har endast mätt de värdena som är i grafen. Jag misstänker dock att det inte blir lika linjärt när man tar lite vidare temperaturspann. Men det tåls helt klart att forskas på. Spottbilliga termometrar tackar man ju inte nej till. 
Re: Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
Det gäller ner till några 10-tals Kelvin.
Re: Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
Jag tejpade fast en vanlig 1N4007 på gummislangen till kylaren på bilen.
Kopplade sen en OP med lite lagom hysteres till att dra relä't som starta kylfläkten.
Detta blev en enkel fulfix då ordinarie lösning tog semester för evigt......
Kopplade sen en OP med lite lagom hysteres till att dra relä't som starta kylfläkten.
Detta blev en enkel fulfix då ordinarie lösning tog semester för evigt......
Re: Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
Alla halvledare har temperaturberoende. Känner man till vilka material som ingår i halvledarövergången så går temp.koeff. att räkna ut i föväg.
Den är oftast hyggligt linjär om inte andra faktorer kommer in såsom att kapslingen eller chippet förändras mekaniskt eller kemiskt.
För biaserade kiseldioder förändras framspänningsfallet med ca -2 mV/T där T är relativ förändring i grader Celsius eller Kelvin. Det går räkna Celsius men matematiken blir enklare om man vill beräkna temperatur som resultat av framspänning. Även backspända läckströmmen går använda som temperaturindikator.
Eftersom en diod är grundelement i de flesta halvledare med mer än två ben, så går dessa mångbeningar också använda för att mäta temperatur och med ungefär samma koefficient om dioddelen är åtkomlig.
Utöver (konventionell) temperatur reagerar dessa komponenter med förändrat framspänningsfall för hela EM-spektrat från DC via RF-fält och hela vägen upp till IR eller ännu högfrekventare. Genom att variera material eller kapsling kan man öka eller minska denna påverkan. Lysdioder är t.ex. lätt påverkbara av omgivande ljus så vill man inte ha in det som en betydlig påverkan av framspänningsfallet, bör man skärma av synligt ljus.
Olika typer av halvledares temperaturberoende är mer karaktäristisk när man har negativ förspänning.
Zenerdioden nyttjas på detta sätt och är standardkomponent för temperaturstabilisering av transistorsteg då zenerdiodens temperaturkoefficient kan designas till att vara antingen positiv eller negativ. Genom att välja rätt diod så kan man få mer än 4mV ökning för varje grad temperaturen ändras vilket kan underlätta om man vill få hög precision.
Varaktordioden kan nyttjas på flera sätt för mätning av temperatur och där man kan använda den i t.ex. en resonanskrets för att översätta temperatur till frekvens. Praktiskt om man vill mäta temperatur på avstånd via simpel radiosändare.
Biasering med spänning under diodens fram eller bakspänningsfall, samt extrem backspänning kan ge en del märkliga avalanch-egenskaper vilket kan nyttjas för lite udda typer av detektorer men knappast lämpliga för temperatur-detektering.
Vill man ha hög noggranhet måste biaseringen vara stabil och man måste kompensera för den värme biaseringen orsakar, inte bara i dioden utan om värme avges från t.ex. seriellt biaseringsmotstånd så kommer värme att sprida sej till dioden via ledaren och som IR-strålning. För att minska lokalt genererade värmen kan man använda låg bias-ström men då ökar bruset och läckström samt impedansen i den krets som är kopplad till dioden blir inte försumbar. Lagom bias är bäst.
Bland vanliga el-komponenter för temperaturdetektering, som INTE är halvledare, så duger det mesta. En rulle koppartråd är ju en väldigt linjär termometer. Det är bara att mäta resistansen som varierar med temperaturen. Även en halvbrunnen LF-trafo duger som sensor. Observera att 100 meter CU-tråd på liten rulle kan vara effektiv på att även plocka upp 50 Hz magnetfält och andra störkällor. Det gäller för samtliga givare, att man bör ta reda på vad givaren detekterar mer än temperatur, så att man kan eliminera det i den elektronik som givaren kopplas till och genom lämplig kapsling eller kontaktering mot mätobjektet. Är rullen i form av en LF-trafo och det finns dubbla identiska lindningar så går det lätt att eliminera 50Hz som störkälla. Beroende på vad som ska mätas kan det vara en fördel eller nackdel att en trafo är en stor termisk massa. Vill man istället ha riktigt låg egenmassa så ligger termo-element nära till hands. Dessa termoelement är inget annat än två olika sammansvetsade metaller, kan göras av det mesta trådliknande som finns i skrotlådan. Sök på "Seebeck effect" för att beräkna resulterande spänning då den beror på materialvalet. Svetsa ihop trådarna med ett lämpligt strömbegränsat nätaggregat.
Om man vill mäta temperatur såsom värme eller värmeflöde, och kanske enbart på avstånd, finns en mängd instrument typ IR-kamera, pyrometer eller bolometer. Förklaringen till hur dessa instrument fungerar kan bli komplicerad och det är oftast dyra grejor. Faktum är att även här duger mycket i skrotlådan. En bolometer kan t.ex. göras av ett motstånd och lite kretskortsmönster. En sämsta sortens web-kamera duger bra att läsa IR-värme ifrån grenröret på en bil, bort med IR-filtret som antingen är en del av objektivet eller sitter närmast kamerasensorn och dit med ett filter som blockera synligt ljus. Det går filtrera med t.ex. oexponerad kamerafilm. Vill man översätta ljusintensiteten till absolut temperatur, måsta evt. AGC i kameran sättas ur spel eller tas med i beräkningen.
Har man ingen web-kamera kan man fila av toppen på en BC 107 eller ännu hellre, om man har en IR-diod eller klar LED som kan förses med lämplig filtrering. Med en smalstrålande LED så har man gratis ett objektiv så att man kan mäta temperatur på ett begränsat område. För att kunna mäta absolut temperatur med diod på detta viset måste diodens egentemperatur kompenseras bort. Görs enklast med en zenerdiod i serie.
Någon som hört talas företaget HukseFlux? Namnet till trots så är det ett seriöst företag. De tillverkar en värme-mätare som är rätt enkel att göra själv:
http://www.hukseflux.com/product/hfp01
Den är oftast hyggligt linjär om inte andra faktorer kommer in såsom att kapslingen eller chippet förändras mekaniskt eller kemiskt.
För biaserade kiseldioder förändras framspänningsfallet med ca -2 mV/T där T är relativ förändring i grader Celsius eller Kelvin. Det går räkna Celsius men matematiken blir enklare om man vill beräkna temperatur som resultat av framspänning. Även backspända läckströmmen går använda som temperaturindikator.
Eftersom en diod är grundelement i de flesta halvledare med mer än två ben, så går dessa mångbeningar också använda för att mäta temperatur och med ungefär samma koefficient om dioddelen är åtkomlig.
Utöver (konventionell) temperatur reagerar dessa komponenter med förändrat framspänningsfall för hela EM-spektrat från DC via RF-fält och hela vägen upp till IR eller ännu högfrekventare. Genom att variera material eller kapsling kan man öka eller minska denna påverkan. Lysdioder är t.ex. lätt påverkbara av omgivande ljus så vill man inte ha in det som en betydlig påverkan av framspänningsfallet, bör man skärma av synligt ljus.
Olika typer av halvledares temperaturberoende är mer karaktäristisk när man har negativ förspänning.
Zenerdioden nyttjas på detta sätt och är standardkomponent för temperaturstabilisering av transistorsteg då zenerdiodens temperaturkoefficient kan designas till att vara antingen positiv eller negativ. Genom att välja rätt diod så kan man få mer än 4mV ökning för varje grad temperaturen ändras vilket kan underlätta om man vill få hög precision.
Varaktordioden kan nyttjas på flera sätt för mätning av temperatur och där man kan använda den i t.ex. en resonanskrets för att översätta temperatur till frekvens. Praktiskt om man vill mäta temperatur på avstånd via simpel radiosändare.
Biasering med spänning under diodens fram eller bakspänningsfall, samt extrem backspänning kan ge en del märkliga avalanch-egenskaper vilket kan nyttjas för lite udda typer av detektorer men knappast lämpliga för temperatur-detektering.
Vill man ha hög noggranhet måste biaseringen vara stabil och man måste kompensera för den värme biaseringen orsakar, inte bara i dioden utan om värme avges från t.ex. seriellt biaseringsmotstånd så kommer värme att sprida sej till dioden via ledaren och som IR-strålning. För att minska lokalt genererade värmen kan man använda låg bias-ström men då ökar bruset och läckström samt impedansen i den krets som är kopplad till dioden blir inte försumbar. Lagom bias är bäst.
Bland vanliga el-komponenter för temperaturdetektering, som INTE är halvledare, så duger det mesta. En rulle koppartråd är ju en väldigt linjär termometer. Det är bara att mäta resistansen som varierar med temperaturen. Även en halvbrunnen LF-trafo duger som sensor. Observera att 100 meter CU-tråd på liten rulle kan vara effektiv på att även plocka upp 50 Hz magnetfält och andra störkällor. Det gäller för samtliga givare, att man bör ta reda på vad givaren detekterar mer än temperatur, så att man kan eliminera det i den elektronik som givaren kopplas till och genom lämplig kapsling eller kontaktering mot mätobjektet. Är rullen i form av en LF-trafo och det finns dubbla identiska lindningar så går det lätt att eliminera 50Hz som störkälla. Beroende på vad som ska mätas kan det vara en fördel eller nackdel att en trafo är en stor termisk massa. Vill man istället ha riktigt låg egenmassa så ligger termo-element nära till hands. Dessa termoelement är inget annat än två olika sammansvetsade metaller, kan göras av det mesta trådliknande som finns i skrotlådan. Sök på "Seebeck effect" för att beräkna resulterande spänning då den beror på materialvalet. Svetsa ihop trådarna med ett lämpligt strömbegränsat nätaggregat.
Om man vill mäta temperatur såsom värme eller värmeflöde, och kanske enbart på avstånd, finns en mängd instrument typ IR-kamera, pyrometer eller bolometer. Förklaringen till hur dessa instrument fungerar kan bli komplicerad och det är oftast dyra grejor. Faktum är att även här duger mycket i skrotlådan. En bolometer kan t.ex. göras av ett motstånd och lite kretskortsmönster. En sämsta sortens web-kamera duger bra att läsa IR-värme ifrån grenröret på en bil, bort med IR-filtret som antingen är en del av objektivet eller sitter närmast kamerasensorn och dit med ett filter som blockera synligt ljus. Det går filtrera med t.ex. oexponerad kamerafilm. Vill man översätta ljusintensiteten till absolut temperatur, måsta evt. AGC i kameran sättas ur spel eller tas med i beräkningen.
Har man ingen web-kamera kan man fila av toppen på en BC 107 eller ännu hellre, om man har en IR-diod eller klar LED som kan förses med lämplig filtrering. Med en smalstrålande LED så har man gratis ett objektiv så att man kan mäta temperatur på ett begränsat område. För att kunna mäta absolut temperatur med diod på detta viset måste diodens egentemperatur kompenseras bort. Görs enklast med en zenerdiod i serie.
Någon som hört talas företaget HukseFlux? Namnet till trots så är det ett seriöst företag. De tillverkar en värme-mätare som är rätt enkel att göra själv:
http://www.hukseflux.com/product/hfp01
Re: Använda vanliga el komponenter som fattigmanstermometer?
Du verkar ha tillgång till en temperaturmätare som du jämför dioden mot. Hur bra är temperaturmätaren?
Vet man att sin temperaturgivare är linjär, och vill justera den mot absolut temperatur är isvatten (0 grader Celcius) en bra punkt. Ofta vill man ha en till punkt att justera mot. Kokande vatten (100 grader Celcius) är inte lika bra eftersom vattnets kokpunkt är tryckberoende. Någon annan bra punkt behövs.
På jobbet roade jag mig för en tid sedan med att kalibrera två vanliga digitala febertermometrar med ett "dryblock" och en RPRT referens temperatursensor. Mätosäkerheten med denna setup är i storleksordningen +/- 0.02 grader Celcius. Djupt imponerad blev jag av febertermometrarna som faktiskt visade rätt! Nedanstående tre kolumner anger temperaturen i grader Celcius för referens sensorn, febertermometer A och febertermometer B.
Febertermometrarna är vanliga billiga typer som vi använt hemma några år. Märke: microlife MT1931
Så, använd t.ex. 40 gradigt vatten och en digital febertermometer, och vips har du absolut nogranhet i storleksordningen 0.1 grader Celcius, vilket är mycket bra i de flesta fall. Sen kan man ju undra varför den uppmätta kroppstemperaturen varierar så kraftigt när man mäter under armen, när man gör flera mätningar i rad, men det är nog bara för att armhålan är ett dåligt ställe att mäta på...
Vet man att sin temperaturgivare är linjär, och vill justera den mot absolut temperatur är isvatten (0 grader Celcius) en bra punkt. Ofta vill man ha en till punkt att justera mot. Kokande vatten (100 grader Celcius) är inte lika bra eftersom vattnets kokpunkt är tryckberoende. Någon annan bra punkt behövs.
På jobbet roade jag mig för en tid sedan med att kalibrera två vanliga digitala febertermometrar med ett "dryblock" och en RPRT referens temperatursensor. Mätosäkerheten med denna setup är i storleksordningen +/- 0.02 grader Celcius. Djupt imponerad blev jag av febertermometrarna som faktiskt visade rätt! Nedanstående tre kolumner anger temperaturen i grader Celcius för referens sensorn, febertermometer A och febertermometer B.
Kod: Markera allt
REF A B
35.002 35.0 35.0
36.001 36.0 36.0
37.000 37.0 37.0
38.000 38.0 38.0
39.000 39.0 39.0
40.000 40.0 40.0
41.003 41.0 41.0
42.002 42.0 42.0Febertermometrarna är vanliga billiga typer som vi använt hemma några år. Märke: microlife MT1931
Så, använd t.ex. 40 gradigt vatten och en digital febertermometer, och vips har du absolut nogranhet i storleksordningen 0.1 grader Celcius, vilket är mycket bra i de flesta fall. Sen kan man ju undra varför den uppmätta kroppstemperaturen varierar så kraftigt när man mäter under armen, när man gör flera mätningar i rad, men det är nog bara för att armhålan är ett dåligt ställe att mäta på...
