K төрлийн термопар дээр суурилсан өндөр температур хянагч. PIC16F676 - Термометр - Гэр, цэцэрлэгт зориулсан Хятад термопарт зориулсан термометрийн хэлхээний загвар

Arduino хянагчтай температурыг хэмжих тухай цуврал нийтлэл нь термопарын тухай түүхгүйгээр бүрэн дүүрэн биш байх болно. Түүнээс гадна өндөр температурыг хэмжих өөр зүйл байхгүй.

Термопар (дулаан цахилгаан хувиргагч).

Өмнөх хичээлүүдийн бүх температур мэдрэгч нь температурыг - 55 ... + 150 ° C-аас ихгүй зайд хэмжих боломжийг олгосон. Өндөр температурыг хэмжихэд хамгийн түгээмэл мэдрэгч нь термопар юм. Тэд:

• -250 … +2500 ° C хэмжилтийн маш өргөн хүрээтэй байх;
• хэмжилтийн өндөр нарийвчлалтайгаар тохируулж болно, алдаа нь 0.01 ° C-аас ихгүй байна;
• ихэвчлэн хямд үнэтэй байдаг;
• найдвартай температур мэдрэгч гэж тооцогддог.

Термопарын гол сул тал нь нэлээн нарийн төвөгтэй нарийвчлалтай тоолуурын хэрэгцээ бөгөөд энэ нь дараахь зүйлийг хангах ёстой.

• арав, заримдаа бүр мВ нэгжийн хязгаарт дээд утгатай термо-EMF-ийн бага утгыг хэмжих;
• хүйтэн уулзварын термо-EMF-ийн нөхөн олговор;
• термопарын шинж чанарыг шугаман болгох.

Термопарын ажиллах зарчим.

Энэ төрлийн мэдрэгчийн ажиллах зарчим нь термоэлектрик эффект (Seebeck эффект) дээр суурилдаг. Тиймээс термопарын өөр нэр нь термоэлектрик хувиргагч юм.

Хэлхээнд холбогдсон ялгаатай металлуудын хооронд боломжит ялгаа үүсдэг. Түүний үнэ цэнэ нь температураас хамаарна. Тиймээс үүнийг thermo-emf гэж нэрлэдэг. У янз бүрийн материал Thermo-emf-ийн хэмжээ өөр байна.

Хэрэв хэлхээнд өөр өөр дамжуулагчийн холбоосууд нь цагирагт холбогдсон бөгөөд ижил температуртай бол термо-EMF-ийн нийлбэр тэгтэй тэнцүү байна. Хэрэв утасны уулзварууд өөр өөр температурт байвал тэдгээрийн хоорондох нийт боломжит зөрүү нь температурын зөрүүгээс хамаарна. Үүний үр дүнд бид термопарын дизайн дээр ирдэг.

Хоёр өөр металл 1 ба 2 нь нэг цэг дээр ажлын уулзвар үүсгэдэг. Ажлын уулзварыг температурыг хэмжих шаардлагатай цэг дээр байрлуулна.

Хүйтэн уулзварууд нь термопарын металууд өөр металл, ихэвчлэн зэстэй холбогддог цэгүүд юм. Эдгээр нь терминал блокууд байж болно хэмжих хэрэгсэлэсвэл термопар бүхий зэс холбооны утас. Ямар ч тохиолдолд хүйтэн уулзварын температурыг хэмжиж, хэмжсэн температурыг тооцоолохдоо үүнийг харгалзан үзэх шаардлагатай.

Термопарын үндсэн төрлүүд.

Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг термопарууд нь XK (chromel - copel) ба XA (chromel - alumel) юм.

Термопар ашиглан температурыг хэрхэн бодитоор хэмжих вэ. Хэмжилтийн техник.

Термопарын нэрлэсэн статик шинж чанарыг (NSC) ажлын уулзварын температур ба термо-эмф гэсэн хоёр багана бүхий хүснэгт хэлбэрээр өгсөн болно. ГОСТ R 8.585-2001 нь NSH термопар агуулдаг янз бүрийн төрөл, зэрэг тус бүрээр тодорхойлсон. руу татаж авах боломжтой PDF форматэнэ холбоосоор дамжуулан.

Термопар ашиглан температурыг хэмжихийн тулд дараах алхмуудыг дагана уу.

• термопарын термо-EMF-ийг хэмжих (Etotal);
• хүйтэн уулзвар (T хүйтэн уулзвар) температурыг хэмжих;
• Термопар NSH хүснэгтийг ашиглан хүйтэн уулзвар (E хүйтэн уулзвар) -ын температурыг ашиглан хүйтэн уулзварын термо-EMF-ийг тодорхойлно;
• ажлын уулзварын термо-EMF-ийг тодорхойлох, i.e. хүйтэн уулзварын EMF-ийг нийт термо-EMF-д нэмнэ (E ажлын уулзвар = E нийт + E хүйтэн уулзвар);
• NSH хүснэгтийг ашиглан ажлын уулзварын термо-EMF ашиглан ажлын уулзварын температурыг тодорхойлно.

TXA термопар ашиглан гагнуурын төмрийн үзүүрийн температурыг хэрхэн хэмжсэн жишээ энд байна.

• Би ажлын уулзварыг гагнуурын төмрийн үзүүрт хүрч, термопар терминал дээрх хүчдэлийг хэмжсэн. Үр дүн нь 10.6 мВ байв.
• Орчны температур, өөрөөр хэлбэл. Хүйтэн уулзварын температур ойролцоогоор 25 ° C байна. GOST R 8.585-2001 хүснэгтээс 25 ° C-ийн температурт K төрлийн термопарын хүйтэн уулзвар EMF нь 1 мВ байна.
• Ажлын уулзварын дулааны EMF нь 10.6 + 1 = 11.6 мВ байна.
• Нэг хүснэгтээс 11.6 мВ-ын температур 285 ° C байна. Энэ бол хэмжсэн утга юм.

Бид Arduino термометрийн хөтөлбөрт энэ үйлдлүүдийн дарааллыг хэрэгжүүлэх хэрэгтэй.

TXA төрлийн термопар ашиглан өндөр температурыг хэмжих Arduino термометр.

Би TP-01A термопар олсон. Тестерийн ердийн, өргөн хэрэглэгддэг TCA термопар. Үүнийг би термометрт ашиглах болно.

Сав баглаа боодол дээр заасан параметрүүд нь:

• K төрөл;
• хэмжилтийн хүрээ - 60 … + 400 ° C;
• Нарийвчлал ±2.5% -аас 400 ° C хүртэл.

Хэмжих хүрээ нь шилэн кабель дээр суурилдаг. Үүнтэй төстэй термопар TP-02 байдаг, гэхдээ 10 см урт датчиктай.

TP-02 нь 700 ° C хэмжилтийн дээд хязгаартай. Тиймээс бид термометр боловсруулах болно:

• TXA төрлийн термопарын хувьд;
• хэмжих хязгаартай - 60 … + 700 ° C.

Төхөөрөмжийн програм болон хэлхээний диаграммыг ойлгосны дараа та ямар ч хэмжилтийн хүрээ бүхий ямар ч төрлийн термопарын тоолуур үүсгэж болно.

Амрах функциональ байдалТермометрүүд нь температурын өөрчлөлтийг бүртгэх функцийг багтаасан өмнөх гурван хичээлийн төхөөрөмжүүдтэй ижил байна.

PIC16F676 Хэрэглээ: гагнуурын станц, өндөр температурын процессыг хянах гэх мэт. халаалтын элементийн PID хяналтын функцтэй

Би ламинаторт термометр, K төрлийн термопар термометр оруулахаар шийдсэн. Надад илүү мэдээлэл өгөхийн тулд хобби радио сонирхогч ийм төхөөрөмж дээр зөвхөн "POWER" болон "READY" гэсэн хоёр LED асаалттай байхад сэтгэл хангалуун байж чадахгүй гэдэгт би итгэдэг. Би ороолтоо нарийн ширийн зүйлдээ тохируулна. Хагасыг нь хасах чадвартай тохиолдолд (энэ нь олон талт байдал юм). Тэр даруй тиристор дээр цахилгаан хэсгийг байрлуул, гэхдээ би одоохондоо энэ хэсгийг ашиглахгүй байгаа, энэ нь миний гагнуурын төмрийн хэлхээ байх болно (термопарыг үзүүрт хэрхэн холбохыг олж мэдэх үед)

Ламинаторт хангалттай зай байхгүй (механизмууд нь маш нягт байрладаг, та Хятадад мэддэг), би жижиг долоон сегментийн үзүүлэлт, гэхдээ энэ нь бүгд биш, бүхэл бүтэн самбар нь бас тохирохгүй, энд хавтангийн олон талт байдал нь хэрэг болдог, би үүнийг хоёр хуваасан (хэрэв та холбогчийг ашигладаг бол дээд хэсэг нь ur5kby-ийн тээглүүр дээр олон загвартай таарч байна) .)

Би үүнийг тохируулсан, эхлээд форумд заасны дагуу би термопард гагнахгүй, 400-г тохируулсан (хэдийгээр энэ параметр санах ойд байгаа бол энэ зүйл алга болно), би хувьсагчдыг ойролцоогоор өрөөний температурт тохируулсан ба яг буцлах цэг хүртэл,

Ийм хянагч нь онолын хувьд 999 ° C хүртэл ажилладаг боловч гэртээ ийм температур олдохгүй байх магадлалтай, хамгийн ихдээ энэ нь ил гал юм, гэхдээ энэ дулааны эх үүсвэр нь хүчтэй шугаман бус, гадаад нөхцөл байдалд мэдрэмтгий байдаг.

Энд жишээ хүснэгт байна.
мөн тодорхой болгохын тулд

Тиймээс хянагчийн уншилтыг тохируулах эх үүсвэрийг сонгох сонголт бага байна.

Товчлуураар тоглохоо больсон, бүгдийг цуглуулж болно,
Би хятад тестерийн термопар ашигласан. Мөн форум дахь нийтлэл надад энэ термопарыг үржүүлж болно гэж зөвлөсөн, урт нь бараг хагас метр, би 2 см-ийг таслав.

Би трансформаторыг нүүрсээр мушгиж, бөмбөлөг гаргаж авдаг бөгөөд утаснуудаа сайн гагнахын тулд зэс утсан дагуу хоёр үзүүр хүртэл яг адилхан байна.

Би ламинаторт термометр, K төрлийн термопар термометр оруулахаар шийдсэн. Надад илүү мэдээлэл өгөхийн тулд хобби радио сонирхогч ийм төхөөрөмж дээр зөвхөн "POWER" болон "READY" гэсэн хоёр LED асаалттай байхад сэтгэл хангалуун байж чадахгүй гэдэгт би итгэдэг. Би ороолтоо нарийн ширийн зүйлдээ тохируулна. Хагасыг нь хасах чадвартай тохиолдолд (энэ нь олон талт байдал юм). Тэр даруй тиристор дээр цахилгаан хэсгийг байрлуул, гэхдээ би одоохондоо энэ хэсгийг ашиглахгүй байгаа, энэ нь миний гагнуурын төмрийн хэлхээ байх болно (термопарыг үзүүрт хэрхэн холбохыг олж мэдэх үед)

Ламинаторт хангалттай зай байхгүй (механизмууд нь маш нягт байрладаг, та Хятадад мэддэг), би долоон сегментийн жижиг үзүүлэлтийг ашигладаг, гэхдээ энэ нь бүгд биш, бүхэл самбар нь бас тохирохгүй, энд олон талт байдал байдаг. самбар нь хэрэг болно, би үүнийг хагасаар нь таслав (хэрэв та холбогч ашигладаг бол дээд хэсэг нь ur5kby-ийн жижиг хэсгүүдийн олон боловсруулалтад нийцдэг.)

Би үүнийг тохируулсан, эхлээд форумд заасны дагуу би термопард гагнахгүй, 400-г тохируулсан (хэдийгээр энэ параметр санах ойд байгаа бол энэ зүйл алга болно), би хувьсагчдыг ойролцоогоор өрөөний температурт тохируулсан ба яг буцлах цэг хүртэл,

Ийм хянагч нь онолын хувьд 999 ° C хүртэл ажилладаг боловч гэртээ ийм температур олдохгүй байх магадлалтай, хамгийн ихдээ энэ нь ил гал юм, гэхдээ энэ дулааны эх үүсвэр нь хүчтэй шугаман бус, гадаад нөхцөл байдалд мэдрэмтгий байдаг.

Энд жишээ хүснэгт байна.

мөн тодорхой болгохын тулд

Тиймээс хянагчийн уншилтыг тохируулах эх үүсвэрийг сонгох сонголт бага байна.

Товчлуураар тоглохоо больсон, бүгдийг цуглуулж болно,
Би хятад тестерийн термопар ашигласан. Мөн форум дахь нийтлэл надад энэ термопарыг үржүүлж болно гэж зөвлөсөн, урт нь бараг хагас метр, би 2 см-ийг таслав.

Би нүүрсээр мушгиж трансформатор хийдэг, тэр нь бөмбөлөг болж хувирдаг, утаснуудаа сайн гагнахын тулд зэс утсаар хоёр үзүүр нь яг ийм байна.

Гэхдээ та өөрөө хагас үнээр угсарч болно.
Сонирхсон хүн байвал мууранд тавтай морил.

Дарааллаар нь эхэлцгээе.
Термопар... термопар шиг. Тоолуур яг, K төрлийн, 0-800С

Үүнийг биед суулгаж болно, чөлөөтэй эргэдэг урсгалтай хэсэг байдаг. Диаметр 5.8мм, давирхай - 0.9~1.0мм, M6 x 1.0мм шиг харагдаж байна. 10 түлхүүр гардуулах


Энэ бүхэн сайн байна, дараа нь юу хийх вэ? Дохио (дулааны хүч) -ийг дижитал болгон хувиргах шаардлагатай аналог дохио, Arduino ашиглан унших. Энэ нь бидэнд туслах болно. Энэ бол K төрлийн термопар дохионы дижитал хувиргагч бөгөөд бидэнд тохирсон интерфэйстэй.
Энд манай баатар ирлээ - ($4.20)


4.10 долларын үнэтэй, гэхдээ энэ багц байхгүй болсон (ижил худалдагч).

Бид Arduino-д холбогдох болно, та энгийн нэгийг авч болно ($5.25, та үүнийг хямд олох боломжтой, эндээс яг үүнийг харж болно)


Бид 1.25 доллар ашиглан санах ойн карт руу өгөгдлийг бичнэ (мөн порт руу илгээнэ).


Дашрамд хэлэхэд интерфэйс нь мөн SPI юм. Гэхдээ бүх картууд үүнийг дэмждэггүй. Хэрэв энэ нь эхлэхгүй бол эхлээд өөр нэгийг оролдоно уу.
Онолын хувьд бүх мөрүүд SPI төхөөрөмжүүд(MOSI эсвэл SI, MISO эсвэл SO, SCLK эсвэл SCK), CS (CS эсвэл SS - чип сонголт) -аас гадна та Arduino-г нэг зүүгээр холбож болох боловч MAX6675 хангалттай ажиллахгүй байна. Тийм ч учраас би бүх зүйлийг өөр өөр зүү болгон тусгаарласан.
Уг ноорог нь санах ойн карттай ажиллах жишээн дээр үндэслэсэн болно.
MAX6675-д зориулсан номын сан ба ноорог. MAX6675 холболтын диаграм:

#оруулна
#оруулна

Int нэгж = 1; // Унших температурын нэгж (0 = F, 1 = C)
хөвөх алдаа = 0.0; // Температурын нөхөн олговрын алдаа
float temp_out = 0.0; // Температурын гаралтын хувьсагч

MAX6675 temp0(9,8,7,нэгж,алдаа);

Тохиргоог хүчингүй болгох()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print("SD картыг эхлүүлж байна...");

PinMode(10, OUTPUT);
хэрэв (!SD.begin(10)) (
Serial.println("эхлүүлэх ажиллагаа амжилтгүй боллоо!");
буцаах;
}
Serial.println("эхлүүлэх ажиллагаа хийгдсэн.");

// Газрын зураг дээр data.csv файл байгаа эсэхийг шалгана уу, хэрэв байгаа бол устгана уу.
хэрэв(SD.exists("temp.csv")) (
SD.remove("temp.csv");
}
// файлыг нээх. нэг удаад зөвхөн нэг файл нээх боломжтой гэдгийг анхаарна уу.
//Тиймээс та өөр нэгийг нээхийн тулд үүнийг хаах хэрэгтэй.
myFile = SD.open("temp.csv", FILE_WRITE); // бичихэд нээлттэй

хэрэв (myFile) (
Serial.print("Temp.csv руу бичиж байна...");
// файлыг хаах:
myFile.close();
Serial.println("хийсэн.");
}
өөр(


}

}
хүчингүй давталт()
{

Temp_out = temp0.read_temp(5); // Temp-ыг 5 удаа уншаад дундаж утгыг var руу буцаана

Цаг = цаг + 1; // Цагийг 1-ээр нэмэгдүүлнэ

MyFile = SD.open("temp.csv", FILE_WRITE);

// хэрэв файл хэвийн нээгдсэн бол түүн рүү бичнэ үү:
хэрэв (myFile) (
// цагийг тэмдэглэ
myFile.print(цаг);
Цуваа.хэвлэх(цаг);
// цэг таслал нэмнэ
myFile.print(";");
Serial.print(";");
// температур болон шугамын тэжээлийг бичнэ
myFile.println(temmp_out);
Serial.println(temmp_out);
// файлыг хаах:
myFile.close();
}
өөр(
// хэрэв нээгдэхгүй бол алдааны мэдэгдлийг хэвлэх болно:
Serial.println("tem.csv нээх алдаа");
}
саатал(1000); // Түр хүлээнэ үү
}

MK дээр. Түүний зүрх нь PIC16F628A микроконтроллер юм. Термометрийн хэлхээ нь 4 оронтой буюу 2+2-ыг ашигладаг LED үзүүлэлтнийтлэг анодтой. Ашигласан температур мэдрэгч нь DS18B20 төрөл бөгөөд миний хувьд мэдрэгчийн заалтыг 0.5*C нарийвчлалтайгаар харуулдаг. Термометр нь -55-аас +125*С хүртэлх температурыг хэмжих хязгаартай бөгөөд энэ нь бүх тохиолдолд хангалттай. Термометрийг тэжээхийн тулд 13001 транзистор бүхий IP дээр гар утасны ердийн цэнэглэгчийг ашигласан.

PIC16F628A микроконтроллер дээрх термометрийн бүдүүвч диаграм:

PIC16F628A програмыг асаахын тулд би ProgCode програмыг ашиглаж, компьютер дээр суулгаж, ProgCode программистыг сайн мэддэг схемийн дагуу угсарсан.

Ашигласан микроконтроллерийн зүү болон бусад ижил төстэй MK-ийн зүүг тэмдэглэнэ үү.

ProgCode програм, алхам алхмаар програмын зураг бүхий заавар форум дээрх архивт байна. Мөн энэ схемд шаардлагатай бүх файлууд байдаг. Програмаа нээгээд "бүгдийг бүртгэх" товчийг дарна уу. Миний үйлдвэрлэсэн төхөөрөмжид гэрэл зургаас харахад нэг хайрцагт 2 термометр нэг дор угсарсан, дээд үзүүлэлт нь гэрийн температурыг, доод талд нь температурыг харуулдаг. гадаа температур Энэ нь өрөөний аль ч хэсэгт байрладаг бөгөөд дэлгэцийн уян утсаар мэдрэгчтэй холбогддог. Материалыг ansel73-аас өгсөн. Програм хангамжийг засварласан: [)eNiS