Bardzo dokładny pomiar temperatury.

Witam.
Ostatnio zacząłem szukać informacji o termometrach medycznych. Znalazłem w sprzedaży termometr z pomiarem o dokładności do 0.01 oC. Czy można wykonać samemu termometr który będzie sprawdzał temperaturę z jeszcze większą dokładnością? Czy może ktoś wie jak zapewnić tak dużą dokładność jakiego rodzaju czujnika użyć?
Za odpowiedzi serdecznie dziękuję.
Pozdrawiam

A na co Ci to? Sam czujnik to skrawek sukcesu ale reszta elektroniki to już inna bajka. Żeby to zrobić trzeba mieć i zaplecze w porządnych częściach i w doświadczeniu..

Znajoma przeprowadza badania nad jakimiś bakteriami czy grzybami. Podobno w jakichś okolicznościach nieznanych mi zaczynają produkować ciepło. Termometr miałby badać temperaturę i rejestrować ją. Dokładność jaką powinien mieć do min 0.05oC. Zaplecze części to nie jest problem co trzeba to się kupi. Czas mnie też nie goni.
Ale na razie dopiero zaczynam myśleć o tym. Zbieram informacje i potrzebna wiedzę.

Pierwsza sprawa - do czego ma służyć czujnik, innymi słowy w jakim procesie/otoczeniu będzie pracował, temperaturę czego ma mierzyć i w jakim zakresie. Bardzo ważna jest też dynamika zmian temperatury, przy tak ogromnej wymaganej dokładności będzie trzeba naprawdę najpierw sporo obliczeń - jakiś model matematyczny całego układu, musisz wziąć pod uwagę wszystkie pojemności i rezystancje cieplne. Jeśli odpowiesz na te pytania same nasuną Ci się odpowiednie typy czujników.
Jak już wybierzesz sam czujnik to kolejna przeprawka czeka Cię z doborem elektroniki, bez bardzo dokładnych przetworników A/C się nie obędzie, ale ostrzegam, że ich koszt może zwalić z nóg.
Obrobienie otrzymanego sygnału cyfrowego to będzie już pestka w porównaniu z doborem samego czujnika.

Można też pomyśleć o pirometrze ale mimo fajnych cen trudno wygląda sprawa rozdzielczości. W brew pozorom trudne zadanie.

Ogólnie pomiar miałby odbywać się przez umieszczenie czujnika w jakimś rodzaju masy. Porównajmy to do pomiaru temperatur termometrem medycznym tyle że z większą dokładnością.
No troszkę jestem przerażony utrudnieniem. A z jaką dokładnością jestem w stanie w nieco prostszy sposób wykonać pomiary?

Patrząc na pirometry to jakoś kiepsko to wygląda, zwłaszcza dokładność. Gdzie widziałeś te termometry?

Są to termometry tak zwane owulacyjne

Powiedz jaki jest zakres mierzonych temperatur, skoro to hodowla bliżej nie określonych drobnoustrojów domyślam się, że chodzi mniej więcej o 20-40st.C
Zapewne też będą one siedzieć w jakimś szklanym naczyniu o niewielkiej pojemności i czujnik (znaczy się materiał z którego jest wykonany lub jego obudowa) powinien być obojętny chemicznie w stosunku do środowiska w jakim będzie zanurzony. Czy ten proces jest bardzo dynamiczny, jak szybkie są zmiany temperatur?

AVE...

Pomiar rezystancji metodą czteropunktową - rezystory i ogólnie wszelkie materiały przewodzące prąd mają tendencję do zmiany swego oporu zależnie od temperatury. Wystarczy znać tą zależność...

Pomiar częstotliwości rezonansowej rezonatora kwarcowego - zmiana jej w funkcji temperatury jest głównym parametrem określających dokładność rezonatora...

Diody i tranzystory są również bardzo wrażliwe na zmiany temperatury - wystarczy dostatecznie czuły wzmacniacz pomiarowy...

No i jeszcze są termistory - też pomiar metodą czteropunktową...

Pomiar trwa około 60 sekund 2 razy dziennie. Zakres badanych temperatur między 35 a 40 oC. Czujnik powinien być obojętny chemicznie. Ogólnie przewiduję pomiar bezprzewodowy. Czyli sonda umieszczona jest w środowisku którego temperatura jest mierzona. Stacja z akwizycją danych jest postawiona około 2 metry od sondy. Dodatkowym utrudnieniem będzie też konieczność minimalizacji sondy oraz jej odporność na wilgoć. W sumie pisałem o termometrach owulacyjnych gdyż one spełniają 90% wymogów. Jednak są one potwornie drogie i nie wszystkie mają możliwość wykonywania pomiarów bezprzewodowo.
Dziękuję za tak duze zainteresowanie tematem.

witam
zobacz na to
http://www.alitech.com.pl/katalogi/ASL%20-%20F200.pdf
tu zastosowano czujnik pt100

Hmmm znaczy się ma być coś w rodzaju "kapsułki" zanurzonej w pojemniku, która będzie zawierać czujnik, przetwornik i nadajnik? Nie za bardzo dobry pomysł, żeby dokładnie mierzyć temperaturę potrzeba mostka jak wspomniane jest wyżej, a mostek powinien mieć element czuły na temperaturę otoczenia/umieszczony w temperaturze odniesienia.

AVE...

Przy pomiarze z mostkiem będą problemy, gdyż trza też kontrolować temperaturę odniesienia. Można użyć mostka pomiarowego do rezystancji, ale to wymagałoby ręcznego operowania przełącznikami dekadowymi, a potem drobnych obliczeń. Metoda czteropunktowa byłaby najlepsza. Czujnik(rezystor, termistor, dioda) musiałby znajdować się w szklanej rurce zaślepionej z jednej strony i na stałe umocowanej w pojemniku z kulturami. Cztery identyczne przewody pomiarowe szłyby do układu pomiarowego. Dwa do precyzyjnego źródła prądowego, dwa do precyzyjnego woltomierza. Jedno i drugie można zrealizować na mikrokontrolerze i mieć dość dokładny pomiar temperatury. Najlepiej sprawdziłby się termistor w tym układzie, bo dla pewnych zakresów temperatur jest dość liniowy, a zmiany oporu są znaczne...

Metoda z rezonatorem jest równie prosta: buduje się generator, którego parametry nie zależą od temperatury, i umieszcza się w nim zamiast ultra-stabilnego rezonatora taki, który jest jak najmniej stabilny termicznie. Całość może być umieszczona w kapsułce bezpośrednio w badanym środowisku, wyprowadzone są tylko przewody zasilające i wyjście sygnału. Precyzyjny częstotliwościomierz określi częstotliwość generatora i na tej podstawie może obliczyć temperaturę. Metody ze zmianą częstotliwości rezonansowej były stosowane do pomiaru bardzo małych mas oraz zmian ciśnienia. Jeden użytkownik napisał nawet artykuł na ten temat na forum...

Obleśny Szczur wrote:

Hmmm znaczy się ma być coś w rodzaju "kapsułki" zanurzonej w pojemniku, która będzie zawierać czujnik, przetwornik i nadajnik? Nie za bardzo dobry pomysł, żeby dokładnie mierzyć temperaturę potrzeba mostka jak wspomniane jest wyżej, a mostek powinien mieć element czuły na temperaturę otoczenia/umieszczony w temperaturze odniesienia.

Jak czytam posty użytkownika piicia to momentami wydaje mi się, że to opowiadanie S-F. Generalnie narzucona dokładność i powtarzalność pomiaru z podaną wcześniej dokładnością to nie lada wyzwanie. Pomiary z dokładnością 0.1st to już sztuka. Na pewno należy zapomnieć o małej i bezprzewodowej sondzie. A jaki jest na to budżet?

Może dobra kamera termowizyjna - budżet jak najbardziej wymagany, albo dobre znajomości z jakimś niezbyt biednym instytutem naukowym.

Ja to widzę tak: w szalce petriego znajdują się dwie masy oddzielone od siebie jakimś separatorem. Jedna zawiera ww. grzyby, a druga nie. W obydwu zanurzone są czujniki temperatury - takie same i połączone dalej w mostek. Dalej w miarę czuły wzmacniacz różnicowy i wskaźnik bądź przetwornik A/C

Tak mi się jeszcze nasunęło - można by to zrobić z użyciem jakiegoś scalonego czujnika temperatury komunikującego się z mikrokontrolerem za pomocą np. 1-wire albo I2C, przykładowy czujnik MCP9801: https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/assets/datasheets/07386941.pdf producent podaje że przy 12-bitach będziemy mieli rozdzielczość 0.0625°C.
Do tego taki oto wynalazek: http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/cc1110f32.html Oparty na rdzeniu 8051 mikrokontroler z wbudowanym układem nadajnika dla pasm ISM, dedykowany właśnie do pomiarów bezprzewodowych. Całość byłaby naprawdę mała, a z racji niezbyt częstego przesyłania danych pobór energii byłby żaden.

A w jaki sposób ustabilizujesz temperaturę otoczenia z tą samą dokładnością ?
Jeżeli w otoczeniu tych próbek temperatura będzie stabilizowana z dokładnością jednego stopnia, to sam pomiar z precyzją setnych części stopnia nie ma sensu.
Samo zapalenie światła lub zbliżenie ręki będzie powodowało ogromne błędy.
Cały problem należałoby więc rozpatrywać kompleksowo.
W jakim pomieszczeniu będzie wykonywany pomiar ?
Jakie izolacje termiczne są przewidziane dla wyizolowania pojemnika z pomieszczenia?
Jakie moce będą wydzielane przez obserwatora, kamery, układy pomiarowe ?
Dopóki nie zapewni się stabilności cieplnej obiektu, to pomiar z dokładnością 0,01 stopnia będzie niewiarygodny, nawet gdyby mieć taki termometr.

Trzeba całość wsadzić w kalorymetr, albo coś w tym stylu.

Zagadnienie jest rzeczywiście trudne. Wszystkie dotychczasowe uwagi są bardzo celne. Być może, dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie dokładnego termometru cyfrowego YC RTD-126C http://www.unitor.com.pl/temperatury/254-rtd-126c-data-termometr-series-logger.html. Do termometru należałoby wykonać czujnik Pt100 o małych gabarytach, by zmniejszyć bezwładność temperaturową. Może ważniejsza jest rejestracja zmian temperatury, a nie jej wartość.

Proszę uzupełnić brakujące spacje po znakach przestankowych oraz oznaczenie termometru. [Mirek Z.]