AD595AQ - pomiar temperatury termoparą K - wpływ temperatury otoczenia

Witam wszystkich Elektrodowiczów!.

Otóż muszę zrobić termometr z wykorzystaniem termopary typu K oraz ukłądu scalonego AD595AQ. Zmontowałem obwód z układem AD595A jak na schemacie 1 (Figure 1) w dokumentacji na stronie nr 3. Otóż ogólnie układ działa.

Do układu podpiąłem termoparę typu K firmy Czaki TP-204 kl. 1, a napięcie z wyjścia ukłądu AD595AQ odczytuję multimetrzem UNI-T UT58C.
Jako drugi przyrząd mierzący temperaturę wykorzystałem multimetr Axiomet AX-176 z jego własną termoparą (która była w zestawie).

Obie termopary wsadziłem do plastikowej butelki o pojemności 1,5 l wypełnioną wodą o jednakowej i ustabilizowanej temperaturze (woda stałą 1 dobę).

Wskazania przyrządów:

- Axiomet AX-176: 22°C,
- UNI-T UT58C: 254 mV,
- termometr akwariowy stojący na stole wskazuje 23°C.

Otóż wg tabeli 1 na stronie nr 3 dokumentacji napięcie 254 mV odpowiada nieco ponad 25°C, co fakt faktem mieści się w granicy błędu ±3°C.

Ale wystarczy jeśli tylko lekko podgrzeję układ scalony AD595AQ dmuchawą nastawioną na 100°C z odległości ok. 30-40 cm przez ok. 30-40 s, to wskazanie woltomierza przekracza 320-330 mV i wciąż rośnie, co odpowiada temperaturze ponad 30°C.

Czy w tym układzie scalonym AD595AQ można mierzyć temperaturę otoczenia-temperaturę układu scalonego?
Czy nie są to wejścia "TC+" i "TC-" drugiej termopary typu K? W dokumentacji nigdzie nie są one opisane, ani co do nich można podłączyć i w jaki sposób. Rzekomo układ ten posiada kompensację zimnych końców termopary pomiarowej, ale coś jest nie tak...

Bardzo proszę o pomoc w tej sprawie.

A dokumentację czytałeś?

AD595 str 4 napisał:

The isothermal terminating connections of a pair of thermo-
couple wires forms an effective reference junction. This junction
must be kept at the same temperature as the AD594/AD595 for
the internal cold junction compensation to be effective.

Cytat:

- Axiomet AX-176: 22°C,
- UNI-T UT58C: 254 mV,
- termometr akwariowy stojący na stole wskazuje 23°C.

W ten sposób oceniasz głównie dokładność układów kompensacji zimnego końca, bo termopary dają 0.

Nie było by źle gdybyś doczytał czym jest kompensacja zimnego końca i jak działa termopara.

jarek_lnx napisał:

Nie było by źle gdybyś doczytał czym jest kompensacja zimnego końca i jak działa termopara.

Wiem czym jest kompensacja zimnego końca i wiem jak działa termopara.
DO kompensacji temperatury zimnego końca zazwyczaj używa się drugiej termopary (tego samego typu), która włączona jest odpowiednio w szereg termopary pomiarowej i ta pierwsza mierzy temperaturę właśnie zimnych końców termopary pomiarowej. Ja natomiast chcę uniknąć tej drugiej termopary - mierzącej temperaturę zimnego końca, a w dokumentacji napisano, że układ ten posiada kompensację zimnego końca. Aczkolwiek w dokumentacji nie znalazłem odpowiedniego schematu połączeń.

Na str. 4 na schemacie 3 (Figure 3) układu scalonego AD595 widać schemat (właściwie trasowanie ścieżek na płytce PCB) z wykorzystaniem wyprowadzeń T+/T- oraz C+/C-. Widać na tym schemacie/widoku PCB, że jest tylko jedna termopara - pomiarowa (nie ma drugiej termopary referencyjnej - do pomiaru temperatury zimnego końca). Widać również 8 kwadracików symbolizujących elementy elektroniczne - niestety nie są one opisane: czym one są i o jakich wartościach?

Czyli będzie dalszy ciąg szkolenia z czytania dokumentacji.

Cytat:

Wiem czym jest kompensacja zimnego końca i wiem jak działa termopara.
DO kompensacji temperatury zimnego końca zazwyczaj używa się drugiej termopary (tego samego typu), która włączona jest odpowiednio w szereg termopary pomiarowej i ta pierwsza mierzy temperaturę właśnie zimnych końców termopary pomiarowej.

No to przeczytałeś pierwszą połowę połowę rozdziału "THERMOCOUPLE BASICS" z dokumentacji AD595 niestety druga połowa jest ważniejsza:

AD595_THERMOCOUPLE BASICS_part2 napisał:

Usual practice, however, is to use a convenient
thermoelectric method to measure the reference temperature and to arrange its output voltage so that it corresponds to a ther-
mocouple referred to 0 ° C. This voltage is simply added to the
thermocouple voltage and the sum then corresponds to the stan-
dard voltage tabulated for an ice-point referenced thermocouple.Since the compensation is at the reference junction temperature,
it is often convenient to form the reference “junction” by connect-
ing directly to the circuit wiring. So long as these connections
and the compensation are at the same temperature no error will
result.

Jakby ktoś czytał mało uważnie, kluczowe informacje powtarzają też w innym rozdziale

AD595_THERMOCOUPLE CONNECTIONS napisał:

The isothermal terminating connections of a pair of thermo-
couple wires forms an effective reference junction. This junction
must be kept at the same temperature as the AD594/AD595 for
the internal cold junction compensation to be effective.
A method that provides for thermal equilibrium is the printed
circuit board connection layout illustrated in Figure 3.
Here the AD594/AD595 package temperature and circuit board
are thermally contacted in the copper printed circuit board
tracks under Pins 1 and 14. The reference junction is now com-
posed of a copper-constantan (or copper-alumel) connection
and copper-iron (or copper-chromel) connection, both of which
are at the same temperature as the AD594/AD595.

Tłumacząc w skrócie AD595 mierzy temperaturę i wytwarza napiecie kompensujące sumowane z mierzonym (tak samo jak termopara referencyjna), żeby to działało zimny koniec termopary musi być w tej samej temperaturze co układ scalony.

Cytat:

Ja natomiast chcę uniknąć tej drugiej termopary - mierzącej temperaturę zimnego końca...
....Widać na tym schemacie/widoku PCB, że jest tylko jedna termopara - pomiarowa (nie ma drugiej termopary referencyjnej - do pomiaru temperatury zimnego końca).

Podsumowując, chesz uniknąc tej drugiej, ale nie pasuje ci że na Fig 3 jej nie ma

jarek_lnx napisał:

Tłumacząc w skrócie AD595 mierzy temperaturę i wytwarza napięcie kompensujące sumowane z mierzonym (tak samo jak termopara referencyjna), żeby to działało zimny koniec termopary musi być w tej samej temperaturze co układ scalony.

Ok, to rozumiem, że AD595 mierzy (też) temperaturę samego siebie (w końcu ma wbudowany wewnątrz termometr - "Self-Contained Celsius Thermometer Operation"). Teraz zastanawiam się nad poprawnym schematem połączeń układu AD595. Wiem, że zimny koniec termopary musi posiadać temperaturę układu scalonego, czyli być jak najbliżej układu AD595 (wg zalecanego layoutu PCB na Fig. 3 w dokumentacji AD595). W takim razie czy jest jakaś potrzeba podłączać wyprowadzenia T+/T- i C+/C-? Aktualnie mam podłączony układ AD595 wg schematu Firgure 1 w dokumentacji i zasilam go z 12 V DC.

Układ podłączony wg Figure 1 na stronie 3 dokumentacji technicznej układu scalonego AD595AQ działa poprawnie - jedyny warunek: temperatura samego układu scalonego musi być taka sama jak temperatura zimnego końca termopary.