Ponieważ musiałem zdjąć charakterystykę termistora NTC, powyciągałem z szuflad przyrządy do pomiaru temperatury.
Jak wiadomo termistory NTC mają dwa istotne parametry - wartość w 25°C oraz współczynnik B. To pierwsze jest proste do sprawdzenia, ale żeby policzyć B trzeba mieć pomiary rezystancji przy różnych temperaturach - zazwyczaj 25°C i 85°C, ale niekoniecznie. I lepiej tą stałą znać podmieniając termistor, żeby później zmierzone temperatury nie rozjechały się w cały świat.
Znalazłem sześć różnych elektronicznych przyrządów korzystających z termopary K, ale już na wstępie było widać, że ich wskazania się różnią. Oczywiście po tym jak odleżały swoje w pokojowej temperaturze, aby wewnętrzny pomiar (i kompensacja zimnego końca) był ustabilizowany. Co więc wybrać?
A wybór miałem następujący:
Aneng AN8009
Richmeters 409B - na oko identyczny z Aneng Q1
Sanwa PC510a
EnergyLab VC97
Chauvin Arnoux MAX2000
TM-902C - tania zabawka z Chin, kosztuje grosze.
Skłaniałem się ku lepszym, a w każdym razie droższym multimetrom, czyli Sanwa, albo MAX2000
Odgrzebałem jeszcze czterdziestoletni laboratoryjny termometr rtęciowy - w 1979 roku ktoś go zbadał, opatrzył numerem, a że jest cały ze szkła - łącznie z podziałką wydrukowaną na szklanej płytce - to raczej nic nie mogło się w nim zdegradować na tyle, żeby zaczął źle wskazywać.
Zakres od 0°C do 50°C, podziałka 0,2°C
Uznałem, że to będzie mój punkt odniesienia.
Zrobiłem małą "komorę" z kartonowego pudełka wyłożonego pianką, w której zamknąłem wszystkie termopary i termometr rtęciowy.
Odłożyłem to na godzinkę, aby temperatura się wyrównała i ustabilizowała, po czym porównałem wskazania:
Rtęciowy 23,0°C, i kolejno:
AN8009 23°C
409B 21°C
PC510a 23°C
VC97 22°C
MAX2000 23,0°C
TM-902C 24,1°C
Wygrał MAX2000, bo pokazywał równo 23,0°C, a większość w ogóle nie pokazuje ułamków.
Każdy multimetr mierzył termoparą jaka była z nim w fabrycznym zestawie.
Przy okazji wyszło na jaw, że AN8009 zaokrągla wskazania - pokazuje 23°C pomiędzy 22,5°C i 23,5°C, reszta po prostu obcina ułamek. Więc 23°C może oznaczać zarówno 23,0°C jak i 23,9°C.
W dalszych pomiarach nie mogłem już użyć rtęciowca, więc punktem odniesienia stał się MAX2000.
Przygotowałem "zaawansowaną płytę grzewczą" w postaci odwróconego żelazka i sprawdziłem rozkład temperatur:
OK, można wybrać obszar o w miarę równej temperaturze.
Zainstalowałem więc wszystkie termopary, przykleiłem kaptonem, na wierzch dałem kawałek odpornej na temperaturę pianki i przycisnąłem całość kilkoma kilogramami żelastwa. To wszystko miało zapewnić w jednakowe warunki pomiaru dla wszystkich termopar.
Żelazko nagrzałem, a potem pozwoliłem żeby powoli stygło i pstrykałem multimetrom zdjęcia. Tak otrzymałem odczyty wszystkich z tego samego momentu.
Zrobiłem jeszcze pomiary w niższych temperaturach, ale nie wyglądają wiarygodnie. Może kiedyś do tego wrócę, na razie interesował mnie przede wszystkim zakres 20°C - 100°C.
Wyniki pomiarów wklepałem do arkusza kalkulacyjnego, ale już na oko było widać, że TM-902C nadaje się tylko do kosza, a Richmeters 409B też nie za bardzo daje radę.
W czasie pomiarów zauważyłem też, że termopara od Anenga ma ogromną bezwładność cieplną i wymaga długiego czasu, aby odczyty się ustabilizowały. Dlatego dałem mu drugą szansę i powtórzyłem serię pomiarów, ale tym razem z inną termoparą. W tabeli oznaczyłem to "AN8009 2".
Na wykresie widać błąd pomiaru wyrażony w procentach. Błąd w stosunku do multimetru odniesienia, czyli MAX2000. Niestety, nie mam dostępu do wzorcowanego przyrządu.
Jeden z kolegów zwrócił mi uwagę, że nieprawidłowo wyliczyłem wartość błędu
CosteC wrote:Myślę, tak sobie że błąd wypadało by w tym przypadku liczyć jako (Wartość rzeczywista - wartość zmierzona)/(zakres pomiarowy)
Oczywiście nie bez racji, więc w arkuszu poprawiłem formułkę, i zrobiłem nowy wykres.
Do powyższej porady nie zastosowałem się super ściśle, bo liczyłem tak: (wartość zmierzona - wartość rzeczywista)/(zakres pomiarowy).
Chodziło o znak: w tym przypadku jeśli wartość wskazywana jest większa niż wartość rzeczywista, to wynik działania jest dodatni. Czyli jeśli termometr zawyża, to błąd jest dodatni, a jeśli zaniża, to ujemny. Gdyby liczyć tak jak podpowiedział CosteC, to wartość byłaby taka sama, ale znak przeciwny. A to wydaje mi się mniej intuicyjne ;-D
Jako "zakres pomiarowy" przyjąłem zakres przyrządu (np od -50°C do 1000°C), a nie zakres pomiarów.
Dlatego 409B wypadł trochę lepiej niż na początku, bo 0,59% lepiej się prezentuje niż 5%
Gdyby jednak wyniki odnieść do zakresu pomiarów (-11°C do 160°C) wykres wyglądałby tak:
Inny użytkownik również miał celną uwagę do pierwszej wersji wyliczania błędu:
paluszasty wrote:Błędu procentowe dla temperatury możemy podawać tylko dla skali ilorazowej jaką jest skala Kelvina. Dla innych skal w tym Celsjusza można używac tylko wartości ΔT.
Mnie akurat w tym przypadku interesował błąd względny, bo chciałem oszacować z jaką dokładnością wyliczę B dla termistora. Ale ogólnie miał rację - błąd bezwzględny w °C może lepiej unaocznić co się dzieje. Dlatego nowy wykres:
No i tak:
Wynalazek za 2$ z przesyłką nie nadaje się do niczego: błąd sięgający
409B też kiepsko - 5% i więcej odchyłki wartości wskazywanej od rzeczywistej, ale gdyby odnosić to do zakresu przyrządu: można by pomyśleć, że będzie dobrze.
VC97 trochę lepiej - ok w zakresie 70°C - 100°C, poniżej 70°C odczyty zaniżone, powyżej 100°C zawyżone.
Sanwa PC510a trochę mnie rozczarowała - szczególnie dla niższych temperatur. ale jak pisałem: pomiary w punktach -11°C i 15°C ogólnie uważam za nieudane.
Aneng 8009 - bardzo dobrze, szczególnie jeśli oryginalnej termoparze da się odpowiednio dużo czasu aby wyrównała temperaturę, ewentualnie jeśli użyje się termopary z małą bezwładnością.
Cool? Ranking DIY
