Temperatures.ru Дискуссионный форум temperatures.ru
все о датчиках температуры - первый универсальный русскоязычный портал
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Влияние подводящих проводов на точность измерения ТС

 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Дискуссионный форум temperatures.ru -> Измерения температуры в промышленности – контактные датчики температуры
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Alhimik85



Зарегистрирован: 29.01.2014
Сообщения: 43
Откуда: Пермь

СообщениеДобавлено: Пт Апр 28, 2017 11:06 am    Заголовок сообщения: Влияние подводящих проводов на точность измерения ТС Ответить с цитатой

Здравствуйте уважаемые коллеги!

У меня возник вот такой вопрос - влияние длинны подводящих проводов на измеренное значение сопротивления ТС при 4-х проводной схеме подключения..

Я всегда считал что 4-х проводная схема подключения является предпочтительной т.к она исключает из измерительной информации сопротивления проводов, подключенных к термопреобразователю.. И весьма удивился узнав, что производитель ТС отказался произвести для меня ТС классом АА с длинной проводов 1,5 метра.... Сказав что не сможет, не потеряв точность.... Возник вполне закономерный вопрос - все таки влияет или нет, и если да то каким образом и как можно исключить погрешность вызванную длинной линии связи.. Дело в том что на сегодняшний день я задумал одну интересную вещь и в этом "эксперименте" длинна подводящих проводов к ТС будет около 30 метров..... И если я значительно потеряю в точности это не есть хорошо, все на смарку......

Возможно я ошибся с разделом, не знал куда написать - извиняюсь))
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Термэкс



Зарегистрирован: 05.11.2015
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Вт Май 23, 2017 5:16 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Добрый день.
4-проводная схема подключения чувствительного элемента к измерительному преобразователю - лучшая из возможных, но и она полностью не исключает сопротивление подводящих проводов из результата измерения. Любой измерительный прибор имеет входные токи, которые текут по входным проводам и создают на них падение напряжения. Которое, в свою очередь, искажает результат измерения. А вот насколько, это другой вопрос. Для 100 Омных термопреобразователей типичный ток питания 1 мА, а входные токи измерительных преобразователей, как правило, не превышают единиц наноампер. У нашего Теркона (https://termexlab.ru/katalog/mertologicheskoe/izmeritelnye-pribory/terkon/), например, он составляет 0,5...1,0 нА.
Для того, чтобы оценить влияние подводящих проводов на результат измерения, вам нужно знать их сопротивление и входной ток прибора, к которому вы будете подключать этот термопреобразователь.
По опыту скажу, что 1,5 метра провода не окажут заметного влияния на класс АА, если только эти провода не микронной толщины и вы не собираетесь использовать для измерения сопротивления китайский тестер.
С 30 метрами уже можно начинать беспокоиться. Мы проводили исследования для нашего ЛТ-300 (https://termexlab.ru/katalog/mertologicheskoe/izmeritelnye-pribory/lt-300/), клиенту нужно было отнести датчик на 25 метров. Использовали кабель КСПВГ 4×0.2, получили влияние на уровне 0,02 °С при +100 °С. Предел погрешности ЛТ-300 - ±0,05 °C, поэтому результат устроил, но у этого термометра чувствительный элемент - Pt1000.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Alhimik85



Зарегистрирован: 29.01.2014
Сообщения: 43
Откуда: Пермь

СообщениеДобавлено: Вт Май 23, 2017 6:58 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Интересное наблюдение. Я поступил следующим образом: подключил этс 100 к мит 8 и установил в термостате температуру 20 гр.Цельсия, после установления температурного режима я измерил сопротивление ЭТС, которое менялось в третьем знаке в районе 2 милли Ом, после чего, в разрыв я подключил кабель длинной 46 метров с сечением жили 0,5 квадрата и к моему удивлению, показания остались на прежнем уровне... Думаю что дело в сечении, ведь чем выше сечение тем меньше удельное сопротивление проводника, а следовательно и электрическое сопротивление. Вскоре я думаю попробовать подключить кабель с сечением жили 0,12 кв.мм и посмотреть как изменятся или не изменятся показания.

И если изменятся, тотвот что я хочу попробовать сделать: поместить бухту кабеля 30 метров в температурную камеру с одной стороны подключенную к мит 8, с другой к эталонному термометру установленному в термостате, и менять температуру в камере от минум 40 до плюс 80 гр.Ц, и тем самым получить температурный градиент на мой кабель, и впоследующем вводить поправки в измерения для повышения точности измерений... Как вы считаете, такой подход верный? Иммеет право на жизнь?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Термэкс



Зарегистрирован: 05.11.2015
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Ср Май 24, 2017 4:39 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Я не знаю. Обычно я оцениваю применимость подхода в рамках поставленной задачи. Ваша задача мне непонятна. Догадываюсь, что вы хотите повысить точность измерения температуры, но это благое намерение, а не задача.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Alhimik85



Зарегистрирован: 29.01.2014
Сообщения: 43
Откуда: Пермь

СообщениеДобавлено: Ср Май 24, 2017 8:53 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Справедливое замечание)

Задача моя такова - необходимо измерять температуру в технологических установках заполненных жидкостью с глубиной погружения до 30 метров, установки располагаются на улице. Необходимо максимально повысить точность измерений, т.к. измерительная информация с датчиков будет использована для передачи единицы СИ которые там установлены, и их точность измерений составляет 0,1 гр.Ц..

Будут использованы 6ть преобразователей ТС, подключенных по 4-х проводной схеме, каждый ТС будет отградуирован по методу МТШ-90 в узком диапазоне температур. Необходимая точность измерений 0,05 или точнее. ЛТ-300, на сколько я знаю отградуированы с использованием функции КВД, и за счет этого имеют высокую точность 0,05.. Надеюсь что градуировка с использованием метода МТШ-90 поможет мне добиться необходимых результатов..

Дак вот собственно к чему речь о проводниках.. Для подтверждения или опровержения убеждений в том что при 4-х проводной схеме провода не оказывают влияния я и открыл данную тему. Необходимо выбрать такое сечение жил которое исключит влияние, либо провести испытания и экспериментальным путем оценить это влияние поправками в измерениях. Т.е. как я уже описывал, в температурной камере я буду имитировать окружающие условия и если значения измеренного электрического сопротивления будет меняться то я получу температурную карту отклонений для бухты в 30ть метров, и в дальнейшем смогу обоснованно вводить поправки в измерения, даже с учетом погруженной части кабеля в технологическую установку и той часи кабеля что осталась на улице, зная глубину погружения..

PS: Это ведь не фантазии? Такой подход к измерениям справедлив? Если мы можем получать дополнительные погрешности и их оценки на СИ, то почему бу не получить из на измерительную линию связи, учитывая что измеряются одни величины?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Моисеева
Site Admin


Зарегистрирован: 13.09.2007
Сообщения: 278
Откуда: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева

СообщениеДобавлено: Ср Май 24, 2017 10:39 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Вы ставите задачу получить точность измерений 0,05 °С. Датчики рабочие ТП-100 (или Pt-100), диапазон температур, как я понимаю, узкий. В этом случае лучше работать с методом КВД. МТШ-90 точность не повысит. Основной источник погрешности – нестабильность сопротивления и возможные утечки по длинной кабельной линии. Также возможно возникновение ТЭДС из-за термоэлектрической неоднородности проводов. Можно, как Вы делаете, исследовать влияние температуры на сопротивление подводящих проводов, и при хорошем кабеле получить не значительную погрешность. Но, если погрешность будет сравнима с 0,05 °С, то надо кабель менять, внесение поправок – это не выход, т.к. поправки могут меняться при эксплуатации прибора.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail
Alhimik85



Зарегистрирован: 29.01.2014
Сообщения: 43
Откуда: Пермь

СообщениеДобавлено: Ср Май 24, 2017 11:07 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

НСХ датчика Pt100, Диапазон от минус 40 до 100 гр.Ц. Я считал что ошибка метода КВД выше МТШ-90, т.к. МТШ-90 и есть "эталон" в температурных измерениях - описанная зависимость Rt от t... Понятно что в узком диапазоне не точность будет минимальная, в этом я соглашусь, но это я не проверял пока что. И согласен, что львиную долю в измерительную информацию внесет нестабильность чувствительного элемента ТС, если он вдруг окажется некачественным.. А касательно того что со временем кабель придется менять то это не проблема, для этого у нас есть необходимое оборудование для периодического контроля за состоянием МХ.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Термэкс



Зарегистрирован: 05.11.2015
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Пт Май 26, 2017 6:40 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

На мой взгляд, проблема надуманная - не того опасаетесь. Выберите измерительный преобразователь с малым входным током и медный кабель с подходящим сечением. Оценить вносимую погрешность - это дело 5 минут работы с калькулятором, не вижу необходимости ставить эксперимент в климатике.
Большая беда - это форма НСХ и ее стабильность у используемого термопреобразователя. Когда вам необходима точность ±0.05 ˚C в диапазоне -40...+100 ˚C, а вы используете обычный рабочий термопреобразователь (даже класса АА), получаемый результат вас может удивить.
Ну и главное, на мой взгляд, это обеспечить помехоустойчивость установки с такими длинными кабелями - это же антенны, которые будут "ловить" все - от коммутационных помех до атмосферных явлений. А ваша ситуация противоречива: с одной стороны вам нужна хорошая точность измерения, то есть малые входные токи. Приемлемая защита входов измерительного преобразователя внесет искажения в результаты измерения. А если вы ничего не предпримете, то ваш прибор будет регулярно "повисать" или тихо "свихиваться" и подвирать при измерении.
Мы сталкивались с такими задачами и простого решения не нашли. В итоге нам пришлось сделать миниатюрный датчик температуры со встроенным измерительным преобразователем и цифровым каналом передачи по RS485.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Alhimik85



Зарегистрирован: 29.01.2014
Сообщения: 43
Откуда: Пермь

СообщениеДобавлено: Пн Май 29, 2017 3:33 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Здравствуйте!

Безусловно вы правы. Абсолютно все учесть сложно и порой не возможно. На прошлой неделе, в пятницу, я все же провел измерения применив камеру тепла и холода. Помещенный кабель в рабочую область камеры подвергался изменениям температуры от минус 30 до полюс 80 градусов Ц. И как я и предполагал, линия связи не повлияла на точность. Кабель экранированный с сечением 0,12 кв.мм медный. Мне необходимо для начала оценить точность одного такого канала, в будущем их будет 6ть и они будут являться составными частями установки, поэтому мне это необходимо. Чем отличается рабочий ТС класса АА от того что, предположим, вмонтирован в ПТСВ 3го разряда? У того и у другого номинал 100 Ом. По мне дак это то с какой тщательностью были проведены испытания и контроль при их выпуске, что и обуславливает такую разницу в цене. Согласен что нет гарантии того рабочие ТС даже градуированные по МТШ-90 будут стабильны во времени.. Но и ЛТ-300 каждый год градуируются, и в этом нет проблемы, лично для нас, провести градуировку и передать единицу от первого разряда. А по поводу влияния внешних эл.магнитных полей, тут нужно проверять на практике... Нужен для начала измеритель позволяющий подключить 6ть ТС по 4х проводной схеме, измеряющий эл сопротивление с достаточной точностью, плюс проблема в его взрывозащищенности... Вы говорите что создали миниатюрный датчик с преобразователем RS485... Я искал модули аналогового ввода для моих ТС, но не смог найти подобные, преобразующие эл.сопротивление в цифровой сигнал с высокой точностью... Они весьма грубые, и вносят очень большую неопределенность в результат.. А там где разрабатывают эталоны типа МИТ 8, мне ответили - долго и дорого....

PS: а вы используете обычный рабочий термопреобразователь (даже класса АА), получаемый результат вас может удивить - Эммм.. В смысле удивить? Не приятно удивить???)))) И помехоустойчивость быть может достигнута за счет витой пары.., как вы считаете?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Термэкс



Зарегистрирован: 05.11.2015
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Пн Май 29, 2017 8:54 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Что-то вы все свалили в одну кучу... Градуировка и стабильность - это перпендикулярные понятия, МТШ-90 не сделает термопреобразователь стабильным.
Честно говоря, я не знаю какой ЧЭ используется в ПТСВ, но, думаю, вы ошибаетесь. Имейте ввиду, что хороший ЧЭ для такой точности - это условие необходимое, но не достаточное. Его еще нужно правильно упаковать и потренировать, чтобы не слишком удивиться (неприятно) полученному результату. Это дело трудоемкое и не простое. Именно оно обуславливает разницу в цене.
Электромагнитные поля не страшны, гораздо серьезнее наносекундные коммутационные выбросы подстанций и атмосферные разряды. Хотя, конечно, во избежание недоразумений, нужно проверить и поля, и радиопомехи, и микросекундные импульсы. В общем все то, что требуется для испытаний на электромагнитную совместимость.
Фразу "помехоустойчивость быть может достигнута за счет витой пары" я даже комментировать не буду. Если все было так просто.
Вы упомянули взрывозащиту. Если имеется в виду не оболочка, а искробезопасная цепь, то думаю, что это также непростая инженерная задача. Тоже придется всерьез защищать входы и утечки будут "калечить" метрологию гораздо значительнее длинного кабеля.
Модуль аналогового ввода на такую точность сделать проблематично, именно поэтому нам и пришлось остановиться на термопреобразователе с цифровым выходом, а не использовать связку из двух "кусков": ТС и модуль. Такой подход решает проблему помехоустойчивости конструкцией, и не схемотехникой. Для второго пути просто нет подходящих компонентов. Ну или мы не смогли их найти.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Alhimik85



Зарегистрирован: 29.01.2014
Сообщения: 43
Откуда: Пермь

СообщениеДобавлено: Вт Май 30, 2017 7:18 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Нет, это отдельные две кучки)) Градуировка это метод повышения точности рабочего ТС, стабильность это результат полученных экспериментальных данных обусловленные нестабильностью температуры в термостате, в еоторый я установил ЭТС100, и проводил измерения с подключенным кабелем и без.

ТС с преобразователем это конечно хорошо, помехоустойчивость в линии значительно повышается, согласен, но у меня есть требованме в котром диаметр гильзы не более 4мм, и кабель аналогично, иначе моя конструкция просто не поместится. Места где будет использоваться оборудование исключает само по себе наличие силовых кабелей способных оказать влияние на измерения, погодные условия, тут я соглашусь - параметр весьма не постоянный и не контролируемый. Установка которую мы проектируем не будет установлена на объекте стациогарно. Датчики которые будут получать единицу обладают точностью 0,1 гр.Ц, и точность нащей установки должна быть хотябы в два раза точнее. На данном этапе мы набираем статистику и теорию. Изготавдивать сами это мы естественно не будем, но оценить целесообразность и адекватность метода и установки вполне возможно.

Спасибо вам за ваши ответы, они очень ценны и безусловно принимаются во внимание!

PS: Можно по подробнее о ТС с цифровым выходом?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Термэкс



Зарегистрирован: 05.11.2015
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Вт Май 30, 2017 5:15 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Все-таки, градуировка - это нанесение шкалы, а под стабильностью я понимаю стабильность измерителя во времени. То есть то, как долго ваша шкала проживет с точки зрения необходимой вам точности проведения измерений.
Например, вы попользовали термопреобразователь в рабочем режиме некоторое время, затем сунули его в подходящий термостат (или реперную точку) и, проведя сличение с образцовым термометром, проконтролировали стабильность вашего измерителя температуры. Теоретически можно же рабочий ТС в вашем диапазоне измерений проградуировать с точностью лучше ±0.01 °C даже используя КВД, на этом сайте есть несколько статей, убедительно показывающих это. Только эта градуировка "съедет" после первого же измерения на верхней границе диапазона, и что ваш измеритель будет выдавать в качестве результата своих измерений после этого - вопрос открытый.
ТС, объединенный с преобразователем не просто повышает помехоустойчивость в линии. Он меняет тип линии со слаботочной аналоговой, искажение в которой даже на несколько микровольт убивает метрологию, а грозовой разряд - и сам прибор, на дифференциальную цифровую, для которой есть промышленный стандарт защиты, спокойно переваривающий десятки киловольт. А правильный протокол исключает саму возможность искажения результатов измерений.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Alhimik85



Зарегистрирован: 29.01.2014
Сообщения: 43
Откуда: Пермь

СообщениеДобавлено: Ср Май 31, 2017 9:56 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

По поводу стабильности я с вами полностью согласен.. Но тут есть один момент - отградуированные ТС никогда не будут использованы на пределе своего диапазона, фактическая рабочая температура будет варьироваться от минус 20 до плюс максимум 40 гр.Ц. Плюс ко всему, можно прописать процедуру по которой нам необходимо будет контролировать МХ раз в пол года или раз в квартал, или перед началом работ, потому как работы будут выездные. Все это мы уже будем обдумывать после того как выберем изготовителя ТС, и проведем ряд испытаний для подтверждения МХ и их стабильности. Если смотреть в сторону эталонных ТС с высокой точностью, которая нам необходима, то представляете по сколько это нам встанет?))))) Проще самим провести градуировку и контролировать МХ чаще чем раз в год. Этот подход экономически обоснован даже на вскидку.

И спасибо Вам за последнее сообщение, я уже было разочаровался в нашей затее....))

Наша задача не просто так взять и сконструировать игрушку, мы хотим решить вопрос касающийся обеспечения единства измерений в части повышения достоверности результатов измерений, как и собственно реализации наиболее адекватного подхода для решения поставленных, методиками поверки, измерительных задач.
По этому Ваши ответы и обсуждение этой темы для меня очень ценно, появляются мысли и видение для решения спорных вопросов...

Но вы так и не сказали, что за преобразователи температуры с цифровым выходом, какого они типа, или где их можно увидеть чтобы оценить возможность их применения.. И почему бы не использовать RS-232 оставив пересчет градуировки для ПК (хотя я наверное имею весьма не полное представление о типе датчиков...)? Тем самым перейти с 4х проводной на 2х проводную схему? В нашем случае, например, это было бы весьма кстати, уменьшив 24 жильную линию в двое.... А то нам весьма не просто найти 24 пиновый герметичный пыле-взрывозащищенный разъем и масло стойкий кабель)))..
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Термэкс



Зарегистрирован: 05.11.2015
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Ср Май 31, 2017 5:05 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Еще раз обращаю ваше внимание на то, что у эталонных термометров важнейший параметр - долговременная стабильность. Сплывание градуировки при граничной температуре я привел всего лишь как показательный пример, а не единственную причину этого явления.
Судя по вашим вопросам, вы пытаетесь решить непростую инженерную задачу, не имея в этой области базовых знаний. Это напоминает мне попытки избавления от тяжелых заболеваний посещением медицинских форумов. Я ничего не имею против профильных форумов, где квалифицированные врачи обмениваются опытом, но пациентам туда ходить не стоит. Все равно все закончится либо плохо, либо походом к врачу.
Этот форум хорош для обсуждения метрологических проблем метрологами. Для разработчиков есть другие ресурсы, правда там не очень любят разъяснять азы.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Alhimik85



Зарегистрирован: 29.01.2014
Сообщения: 43
Откуда: Пермь

СообщениеДобавлено: Чт Июн 01, 2017 8:51 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Здравствуйте! Я Вас услышал, и я с вами согласен.. Эталонные термометры подвергаются более жесткому контролю и испытаниям как при изготовлении так и при поверке с весьма высокими предъявляемыми к ним требованиями. То что градуировка неизбежно будет меняться я понимаю. То что я как вам кажется гадаю тут на кофейной гуще, возможно Вы правы, нет, вы определенно правы. Я не обладаю достаточными базовыми знаниями. Так же, не претендую на звание разработчика, и не пытаюсь изобрести велосипед, до нас это давно уже сделали, я хочу взять имеющиеся детали этого "велосипеда" и адаптировать под наши условия и задачи, ничего нового я не придумал))). Однако есть моменты которые вызывают вопросы, и я благодарен вам за ответы.

Предположим у меня есть ТС класса АА, да и собственно не важно какого он класса, он утвержденного типа и это тоже не главное. Ни кто не мешает подобрать мне такой рабочий ТС, характеристика которого будет весьма стабильной, и ничего не мешает нам провести испытания этого ТС для того чтобы таковой найти. Не обязательно его характеристика уплывет за межповерочный интервал на столько, что это станет критичным. Возьмем комплекты ТС типа ВЗЛЕТ, у них как у пары нормирована разность комплекта 0.05 + 0.001*dt, т.е разница между парой в 10 гр.Ц. не должна превышать 0,06 гр.Ц. За 4 года их МХ выдерживают предъявленные к ним требования. Ни кто не защищен и от того что так же характеристика не уплывет у эталонного ТС, а поверьте у нас их достаточно чтобы наблюдать за ними в течении года и понимать что их характеристики меняются.. Для создания прототипа и набора статистических данных для оправдания выбранного нами решения передачи единицы величины подойдут и рабочие отградуированные ТС, естественно в период испытаний МХ ТС будут постоянно контролироваться. В будущем, когда все будет готово для утверждения метода и установки, естественно, мы позаботимся о вопросе высокостабильных ТС отвечающим требованиям как по точности так и по стабильности и другим требованиям, которые к ним будут предъявлены. Так или иначе нужны экспериментальные данные.. Это вопрос не одного дня, даже подбор уже имеющихся решений займет не мало времени и сил. Это я понимаю.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Дискуссионный форум temperatures.ru -> Измерения температуры в промышленности – контактные датчики температуры Часовой пояс: GMT + 4
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах


Powered by phpBB © 2001, 2002 phpBB Group
subRed style by ktauber
Русская поддержка phpBB