Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Układ do pomiaru temperatury

bartek672 22 Jul 2015 09:40 1731 18
e-mierniki
  • #1
    bartek672
    Level 11  
    Witam.

    Mam nietypowy pomysł na pomiar temperatury ale chciałbym zapytać o parę kwestii, bo to mój pierwszy projekt zawierający anteny itp.

    Układ do pomiaru temperatury

    Idea jest taka, żeby generować na antenę sygnał o częstotliwości hm powiedzmy 433MHz (chociaż nie wiem czy na tej częstotliwości nie będzie dużo zakłóceń i czy nie lepiej iść w np.: 866) sygnał przekazywany jest do anteny odbiornika gdzie jest szeregowy obwód RLC gdzie rolę R pełni termistor, który pod wpływem zmiany temperatury zmieniał będzie rezystancję co będzie miało wpływ na amplitudę sygnału, który zostanie odesłany anteną do układu nadawczego z tym, że tutaj będzie przełączony z generatora na układ pomiarowy i na podstawie zmierzonej amplitudy po wcześniej ściągniętej charakterystyce Termistora będzie wiadomo jaka temperatura została zmierzona.

    To powiedzmy schemat myślowy i teraz może pytania - może głupie, ale to mój początek w kwestii anten więc proszę o wyrozumiałość:

    -Czy konieczne są anteny czy samymi cewkami da radę to zrobić?
    -Czy kondensator w tym przypadku nie musi być jakiś odpowiednio izolowany ze względu na szeregowe połączenie w układzie napięcia zmiennego?


    Wszelkie uwagi, będą dla mnie mile widziane.
  • e-mierniki
  • #2
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    Idea jest taka, żeby generować na antenę sygnał o częstotliwości hm powiedzmy 433MHz (chociaż nie wiem czy na tej częstotliwości nie będzie dużo zakłóceń i czy nie lepiej iść w np.: 866) sygnał przekazywany jest do anteny odbiornika gdzie jest szeregowy obwód RLC gdzie rolę R pełni termistor, który pod wpływem zmiany temperatury zmieniał będzie rezystancję co będzie miało wpływ na amplitudę sygnału, który zostanie odesłany anteną do układu nadawczego z tym, że tutaj będzie przełączony z generatora na układ pomiarowy i na podstawie zmierzonej amplitudy po wcześniej ściągniętej charakterystyce Termistora będzie wiadomo jaka temperatura została zmierzona.
    Nie wziąłeś pod uwagę że amplituda będzie zależeć od odległości cewek/anten.


    Quote:
    -Czy konieczne są anteny czy samymi cewkami da radę to zrobić?
    Cewka to też rodzaj anteny.


    Quote:
    -Czy kondensator w tym przypadku nie musi być jakiś odpowiednio izolowany ze względu na szeregowe połączenie w układzie napięcia zmiennego?
    Nie, choć nawet nie rozumiem o co pytasz i na czym miała by taka izolacja kondensatora polegać.

    Antena u ciebie ma jedno wyprowadzenie, w rzeczywistości antena GP ma zawsze jakiś poziom odniesienia - masę.

    W układzie nadawczym schemat nie ma sensu.
  • #3
    bartek672
    Level 11  
    Quote:
    Nie wziąłeś pod uwagę że amplituda będzie zależeć od odległości cewek/anten


    Zależy mi na odległości ~20cm

    Quote:
    Cewka to też rodzaj anteny.


    Zatem czy uda mi się uzyskać przy samych cewkach taką odległość ?


    Quote:
    Nie, choć nawet nie rozumiem o co pytasz i na czym miała by taka izolacja kondensatora polegać.


    No wiadomo, że w układzie szeregowym przy częstotliwości 433Mhz taki kondensator będzie raczej zwarciem, więc czy nie trzeba tu specjalnego jakiegoś kondensatora z innym izolatorem w środku?

    Quote:
    Antena u ciebie ma jedno wyprowadzenie, w rzeczywistości antena GP ma zawsze jakiś poziom odniesienia - masę.


    Uznałem to troszkę za oczywistą sprawę może dlatego pominąłem i narysowałem schematycznie

    Quote:
    W układzie nadawczym schemat nie ma sensu.


    Hmm chodzi mi o to, że z generatora idzie sygnał na cewkę/antenę która wysyła sygnał do układu pomiarowego, a w powrotnej drodze ten sygnał mierzy mikroprocesor. Również nieco schematyki tutaj, bo to jest odrębny temat.

    Proszę o pomoc
  • #4
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    Zależy mi na odległości ~20cm

    Zmiana odległości cewek zmieni sprzężenie, podobnie jak zbliżanie przedmiotów, rąk itp a więc poziom sygnału odbieranego będzie inny, jak odróżnisz od zmian spowodowanych temperaturą?

    Może lepiej było by mierzyc nie amplitudę, ale logarytmiczny dekrement tłumienia, ale przy kilkuset MHz trudno mi to sobie wyobrazić, no ale takie częstotliwości to nie jest moja specjalność. Widziałem opis takiego układu jak u ciebie, ale odróżniał tylko dwa stany zwarty-rozwarty.

    Quote:
    No wiadomo, że w układzie szeregowym przy częstotliwości 433Mhz taki kondensator będzie raczej zwarciem, więc czy nie trzeba tu specjalnego jakiegoś kondensatora z innym izolatorem w środku?
    Nazywanie kondensatora zwarciem to takie uprzoszczenie z układów m.cz. w układach wielkiej częstotliwości nie mozna sobie pozwalać na takie uproszczenia, a kondensator jeśli tam jest powinien zapewne być dobrany do częstotliwości rezonansowej, jeśli wstawisz kondensator za duży o kilka rzędów wielkości nie bedzie "zwarciem", ba nawet nie bedzie sie zachowywał jak kondensator.

    Quote:
    Uznałem to troszkę za oczywistą sprawę może dlatego pominąłem i narysowałem schematycznie
    Schemat który wygląda jak ideowy, ale jest na bakier z prądowym prawem Kirchoffa trochę razi. Przyzwyczaiłem sie do tego że albo mamy schemat blokowy, albo ideowy, blokowy nie opisuje szczegółow, a ideowy tak i skoro już rysujesz wzajemne powiązania elementów, to powinny mieć sens.
    Quote:

    Również nieco schematyki tutaj, bo to jest odrębny temat.
    Schematyczne rysunki są zrozumiałe, gdy wszyscy używamy tego samego "języka".
  • #5
    bartek672
    Level 11  
    jarek_lnx wrote:

    Zmiana odległości cewek zmieni sprzężenie, podobnie jak zbliżanie przedmiotów, rąk itp a więc poziom sygnału odbieranego będzie inny, jak odróżnisz od zmian spowodowanych temperaturą?

    Może lepiej było by mierzyc nie amplitudę, ale logarytmiczny dekrement tłumienia, ale przy kilkuset MHz trudno mi to sobie wyobrazić, no ale takie częstotliwości to nie jest moja specjalność. Widziałem opis takiego układu jak u ciebie, ale odróżniał tylko dwa stany zwarty-rozwarty.


    Quote:
    Nazywanie kondensatora zwarciem to takie uprzoszczenie z układów m.cz. w układach wielkiej częstotliwości nie mozna sobie pozwalać na takie uproszczenia, a kondensator jeśli tam jest powinien zapewne być dobrany do częstotliwości rezonansowej, jeśli wstawisz kondensator za duży o kilka rzędów wielkości nie bedzie "zwarciem", ba nawet nie bedzie sie zachowywał jak kondensator.


    Quote:
    Schemat który wygląda jak ideowy, ale jest na bakier z prądowym prawem Kirchoffa trochę razi. Przyzwyczaiłem sie do tego że albo mamy schemat blokowy, albo ideowy, blokowy nie opisuje szczegółow, a ideowy tak i skoro już rysujesz wzajemne powiązania elementów, to powinny mieć sens.

    Również nieco schematyki tutaj, bo to jest odrębny temat. Schematyczne rysunki są zrozumiałe, gdy wszyscy używamy tego samego "języka".


    Czyli jak rozumiem układ ogólnie jest do chrzanu? Potrzebuję wykonać projekt urządzenia do pomiaru dużej temperatury gdzie elektronika nie da sobie rady, a źródło zasilania może być słabym pomysłem.

    Chodzi o to by mierzyć temperaturę właśnie w sposób przekazujący energię zasilającą element pomiarowy drogą radiową... jak w RFID.

    Może mogę prosić o jakąś sugestię bądź mała pomoc w oparciu o to co stworzyłem?

    Z uwagi, że to Mechatronika moja wiedza z elektroniki to wiedza hobbystyczna stąd pytanie na forum eksperckim.
  • e-mierniki
  • #6
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    Czyli jak rozumiem układ ogólnie jest do chrzanu? Potrzebuję wykonać projekt urządzenia do pomiaru dużej temperatury gdzie elektronika nie da sobie rady, a źródło zasilania może być słabym pomysłem.
    Jak duzej? z jaką dokładnością? Czy elektronika miał by nie wytrzymać temperatury czy są jeszcze inne problemy? czy odległość czujnika od układu pomiarowego jest stała i jakie materiały mamy pomiedzy, czy jest w pobliżu duzo metalu? A inne bezdotykowe metody pomiaru?

    Quote:

    Chodzi o to by mierzyć temperaturę właśnie w sposób przekazujący energię zasilającą element pomiarowy drogą radiową... jak w RFID.

    Pewnie jest to możliwe ale najpierw trzeba wymyślić metodę w miarę niezależną od tłumienia sygnału "po drodze" zazwyczaj daje sie przetwornik przy czujniku który zamieni sygnał na postać którą da sie niezawodnie odebrać.
    Quote:

    Może mogę prosić o jakąś sugestię bądź mała pomoc w oparciu o to co stworzyłem?
    Jeśli miał bym robić na tej zasadzie to na znacznie niższej częstotliwości gdzie łatwiej uzyskać dużą dobroć obwodów rezonansowych i zadbał bym o dobre sprzężenie cewek - duże średnice i małą odległość.
  • #7
    bartek672
    Level 11  
    [quote="jarek_lnx"]
    Quote:
    Jak duzej? z jaką dokładnością? Czy elektronika miał by nie wytrzymać temperatury czy są jeszcze inne problemy? czy odległość czujnika od układu pomiarowego jest stała i jakie materiały mamy pomiedzy, czy jest w pobliżu duzo metalu? A inne bezdotykowe metody pomiaru?


    Temperatura duża... 80-100 stopni wystarczy. Dokładność... ok 1% wystarczy.

    Odległość czujnika od układu pomiarowego będzie stała ~15-20cm, a między nimi będzie powietrze. Metalu.. hmm coś tam będzie, ale bez przesady przez klatkę Faraday`a nie będziemy się przebijać :) inne bezdotykowe metody nie.. chodzi by pokazać, że da się zmierzyć temperaturę np.: łożyska grzejącego się do 80-100 stopni taką elektroniką na którą te warunki znacząco nie wpłyną. Stąd myśl o termistorze, bo ten w takich warunkach przeżyje.

    Quote:
    Pewnie jest to możliwe ale najpierw trzeba wymyślić metodę w miarę niezależną od tłumienia sygnału "po drodze" zazwyczaj daje sie przetwornik przy czujniku który zamieni sygnał na postać którą da sie niezawodnie odebrać.


    No właśnie chodzi o to, żeby część pomiarowa była bez dodatkowego zasilania - analogia do RFiD

    Quote:
    Jeśli miał bym robić na tej zasadzie to na znacznie niższej częstotliwości gdzie łatwiej uzyskać dużą dobroć obwodów rezonansowych i zadbał bym o dobre sprzężenie cewek - duże średnice i małą odległość.


    Hmm znacznie niższa tzn?
  • #8
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    Temperatura duża... 80-100 stopni wystarczy. Dokładność... ok 1% wystarczy.
    Ludzie robią elektronikę która pracuje do 200°C - z półprzewodnikami. Nie wiem co to u ciebie znaczy 1% zazwyczaj podaje się w stosunku do zakresu jesli zakres jest 80-100°C to 1% oznacza 0,2°C przy takiej dokładności raczej to nie ma sensu, tylko PT100 podłączony na przewodzie.

    Quote:
    Odległość czujnika od układu pomiarowego będzie stała ~15-20cm, a między nimi będzie powietrze.
    Jeśli powietrze to czemu nie przyblizysz cewek lepsze sprzężenie silniejszy sygnał mniejsze błędy.
    Quote:

    Metalu.. hmm coś tam będzie, ale bez przesady przez klatkę Faraday`a nie będziemy się przebijać
    Parametry magnetyczne żelaza zależą od temperatury - kolejna zmienna.
    Quote:
    Smile inne bezdotykowe metody nie..
    wszyscy uzywaja do tego pirometrów.
    Quote:

    chodzi by pokazać, że da się zmierzyć temperaturę np.: łożyska grzejącego się do 80-100 stopni taką elektroniką na którą te warunki znacząco nie wpłyną.
    np rezystancja cewki "popłynie" o 40%
    Quote:

    Stąd myśl o termistorze, bo ten w takich warunkach przeżyje.
    Termistor jest dobry bo ma bardzo dużą czułość, typowo 4%/°C więc może coś da sie zmierzyć.

    Quote:
    No właśnie chodzi o to, żeby część pomiarowa była bez dodatkowego zasilania - analogia do RFiD
    W RFID po stronie transpondera jest elektronika która dostaje energię do zasilania z cewki odbiorczej.
    Quote:

    Hmm znacznie niższa tzn?
    <1MHz.

    Powinienem napisać że nie robiłem takich prób, więc nie moga napisać że to zadziała lub nie zadziała, piszę tylko przy którym rozwiązaniu bedziesz miał problemy, a przy którym bardzo duże problemy.
  • #11
    bartek672
    Level 11  
    Pomiar musi odbyć się metodą elektryczną i w części pomiarowej/odbiorczej nie może być zasilania. Dlatego w grę wchodzą anteny i hm moim zdaniem albo układ z termistorem rezonansowy i zmiana tłumienia amplitudy w funkcji temperatury, ew. jeszcze jest opcja z innym czujnikiem albo np.: elementem podatnym na zmianę temperatury może kwarc.

    Wiem, że można to zrobić pirometrem, kamerą termowizyjną itd. itp... ale chodzi o taką koncepcję jw
  • #13
    bartek672
    Level 11  
    martwi mnie tylko kilka rzeczy...

    Zakres pomiarowy, dokładność pomiaru, podatność na błędy (błąd pomiaru+błąd oczytu koloru), hmm no i jedna ważna rzecz... pomiar temperatury np.: łożyska taką metodą? trochę mało 'poważnie' wygląda..:) to oczywiście moje zdanie
  • #14
    atom1477
    Level 43  
    Twoja metoda jest wybitnie mało dokładna.
    Każda podana w tym temacie była by lepsza.
    Dlatego jeżeli się nad czymś martwisz, to martw się nad swoim układem. A nie nad tymi które Ci tu proponujemy zamiennie do Twojego.

    EDIT. A z układu zawierającego część elektroniczną po stronie czujnika (może o to Ci chodziło gdy napisałeś że pomiar ma być elektroniczny) to pozostaje jeszcze układ aktywny z cewką. Czyli nie sam obwód LC tylko cały układ nadzorujący pomiar (jakiś układ scalony).
    Generalnie RFID.
    I tutaj się pojawia pytanie dlaczego chcesz coś co będzie działało podobnie do RFID ale nie będzie RFIDem. Dlaczego to nie może być RFID?
  • #15
    bartek672
    Level 11  
    No właśnie. Możesz mi powiedzieć jak to wygląda z tym układem? Jak zmieniać wartość pomiaru w funkcji temperatury? Tzn czy takie układy transportery z włączonym termistorem pozwoli na zauważenie zmiany wartości i ew wyświetlenie tego na LCD?
  • #16
    atom1477
    Level 43  
    Ja widziałem taki scalak RFID który miał wejścia na czujnik temperatury, wilgotności i coś jeszcze (może oświetlenie).
    W zasadzie to wejścia były typowe, bo zwykłe ADC. Po prostu był tam wgrany jakiś firmware (bo ten scalak miał w sobie procka, chyba '51) który był skalibrowany pod konkretne wersje czujników które wymieniłem.
    Ale nic nie stało na przeszkodzie żeby przeprogramować i podłączyć inne.
    Warunek tylko taki żeby to były czujniki bardzo energooszczędne.
    Nie pamiętam teraz jak się ten scalak nazywał.
    Natomiast to może nie problem, bo takich scalaków na pewno jest więcej więc bez problemu znajdziesz je sam.
  • #17
    bartek672
    Level 11  
    Sl900a sl13a coś z tego powinno się nadać. I co normalnie do tego antena czytnik rfid i powinno dać radę? Tylko co z odległości 20 cm jak to uzyskać? Jeszcze powalczyć trzeba z odczytanie danych
  • #18
    bartek672
    Level 11  
    Hmm a jakieś podobne układy? bo tych nie ma możliwości dostania w Polsce... a zamawiać 2 szt z zagranicy to sama wysyłka 10 razy tyle

    Dodano po 48 [minuty]:

    https://www.mdpi.com/1424-8220/9/2/943/pdf


    Coś takiego miałem na myśli.
  • #19
    bartek672
    Level 11  
    Witam.

    Czy te dwa układy:

    http://ams.com/eng/Products/NFC-HF-RFID/NFC-HF-RFID-Reader-ICs/AS3909

    http://ams.com/eng/Products/NFC-HF-RFID/NFC-HF-Interface-and-Sensor-Tags/SL13A

    da radę "zgrać" ze sobą żeby wykonać taką aplikację jak w temacie?

    O ile co do układu SL13A jestem przekonany, że zadziała jako pomiar temperatury o tyle nie wiem czy ten Reader da radę zczytać te dane.

    Czy mógłbym prosić kogoś biegłego w temacie o pomoc?

    Pozdrawiam