Zdobądź precyzyjny układ scalony czujnika temperatury, taki jak LM35CAZ.

Zasilasz go dobrym 5 V, a wyjście jest proste napięcie, które jest liniową funkcją temperatury. Mają całkiem niezłą dokładność ± 1⁄4˚Cat temperatury pokojowej.

Dodane:

Kilka osób mówiło o „dokładności w zakresie temperatur” dla tego czujnika wynoszącej ± 1ºC. To jest zły zakres do omówienia. „Dokładność w temperaturze gotowania” to właściwy zakres do omówienia. Przy około 60ºC dokładność wynosi ± 0,7 i prawdopodobnie jest lepsza. „Typowa” linia zmienia się o około 0,1 ° C w stosunku do zakresu gotowania.

Prawdopodobnie potrzebujesz tylko jednego lub dwóch punktów kalibracji, aby łatwo uzyskać ten czujnik wymagania. Ale oczywiście wymaga to dokładnego termometru do skalibrowania go. W tym celu masz kilka możliwości:

Opcja 1: Możesz użyć wody. Temperatura wody zamarzającej wynosi 0ºC. Więc włóż go do małej filiżanki wody w zamrażarce i uważnie obserwuj napięcie wyjściowe. Będzie spadać i opadać, aż woda zacznie zamarzać. W tym momencie temperatura przestanie spadać i pozostanie płaska przez chwilę. Po zakończeniu zamrażania temperatura ponownie zacznie spadać. Zanotuj napięcie w płaskim obszarze, aby użyć go jako punktu kalibracji 0ºC.

Zrób to samo dla wrzącej wody. Najlepiej zrobić to na poziomie morza. Jeśli nie jesteś na poziomie morza, sprawdź, jaka jest temperatura wrzenia wody na Twojej wysokości.

Używanie 0ºC i 100ºC nie jest tak dobre jak używanie, powiedzmy 50ºC i 80ºC, ale to dużo łatwiejsze. Jeśli masz bardzo dokładny termometr, powinieneś użyć punktów kalibracji bliżej temperatury gotowania.

Opcja 2: użyj alkoholu metylowego. (Dzięki stevenvh) To wrze w 64,7ºC. Jest to tak zbliżone do temperatury gotowania, że ​​wystarczy jeden punkt kalibracji, aby uzyskać bardzo dokładną temperaturę gotowania. Oczywiście uważaj, aby nie odurzyć ani nie wysadzić się w powietrze oparami. Nie podgrzewaj alkoholu nad otwartym płomieniem!

Dodano - wzmocnienie

Ponieważ pracujesz w wąskim zakresie temperatur i potrzebujesz dobrej dokładności sterowania, prawdopodobnie warto wzmocnienie sygnału wyjściowego czujnika. Da to większą rozdzielczość ADC w Arduino, co przełoży się na lepszą stabilność algorytmu sterowania PID. Zobacz pytanie Konwersja poziomu napięcia analogowego (przesunięcie poziomu), które omawia wzmocnienie i przesunięcie poziomu napięcia analogowego.

Zakładając, że pracujesz w zakresie 40ºC - 100ºC (0,4v - 1.0v). Będziesz chciał odjąć 0,4v od sygnału, dając 0,0v - 0,6v, i wzmocnić wynik przy wzmocnieniu 8, dając 0,0v - 4,8v. Zapewni to doskonałą rozdzielczość.

Po pierwsze, zgadzanie się z innymi: dokładność 1,0C znacznie ułatwi ci życie.

Wydaje się, że jesteś nastawiony na czujniki analogowe, ale proponuję taki z interfejsem cyfrowym. Czujniki analogowe są albo (używane) radiometryczne (dostarczają procentową wartość Vcc zależną od tempearture), co daje nieliniową odpowiedź, którą trzeba będzie przeliczyć. Drugi typ (LM35 itp.) Jest absolutny, co wymaga A / D względem napięcia odniesienia, które musi być (znacznie) bardziej dokładne niż pożądana dokładność. Chyba, że ​​chcesz zmierzyć coś, czego nie potrafi czujnik z interfejsem cyfrowym (np. >> 100C), wydaje się to niepotrzebnym kłopotem.

Edycja: wypróbujmy LM35. 10mV / C, nawet zakładając, że sam LM35 nie wprowadza błędu , typowe odniesienie (LM431 itp.) Ma dokładność 1%, co wprowadza 1% błąd odczytu temperatury! Typowy mikrokontroler A / D ma 10 bitów, załóżmy, że pełna skala to odniesienie 2,5 V (sprawdź, czy Twój uC na to pozwala!). 1-bitowy błąd A / D (bądźmy optymistami!, Lepiej sprawdź arkusz danych uC) to 2.5mV = błąd 1 / 4C. Więc nawet bez samego czujnika mamy błąd + / 1.25 C (w najlepszym przypadku ...).

Zdobądź czujnik z interfejsem cyfrowym, na przykład stary dobry DS1820 / 18S20 / 18B20, wszystkie TO92. Lub jeden z czujników I2C lub SPI, które Microchip wytwarza w TO220. Jeśli podgrzewasz w tacy lub czymś innym, możesz podłączyć języczek do tacy.

Wygląda na to, że pytasz tylko o sondę. Najwyraźniej chcesz czegoś, co możesz bezpośrednio zetknąć z jedzeniem. Sterownik PID zawiera dużo więcej niż tylko czujnik sprzężenia zwrotnego, ale wygląda na to, że o to nie pytasz. Jeśli którekolwiek z tych stwierdzeń jest nieprawidłowe, zaktualizuj swoje pytanie. Nie mam też pojęcia, co to jest „Sous Vide”. Wszelkie istotne informacje powinny znaleźć się w Twoim pytaniu. Linki służą tylko jako materiał pomocniczy.

Jak wspomniał Steven, 1/2 degC jest bardzo ambitne i niepotrzebne, gdy mówisz o jedzeniu.

Najłatwiejszym czujnikiem temperatury będzie termistor . Mogą obsługiwać zakres, a poza tym potrzebują tylko rezystora obciążenia. Wynik będzie również proporcjonalny do twojej podaży, więc wszelkie zmiany podaży zostaną anulowane. Wykrywanie awarii jest łatwe w oprogramowaniu sprzętowym, ponieważ odczyty bardzo bliskie górnej lub dolnej części zakresu wskazują nierealistyczne temperatury. Jeśli otrzymasz coś spoza prawidłowego zakresu temperatur, zakładasz awarię sprzętu i wchodzisz w taki, który uważasz za swój bezpieczny tryb. Jest to naprawdę problem oprogramowania układowego, a nie sprzętowego z termistorem i odpowiednim rezystorem obciążenia.

Jeśli chodzi o zabezpieczenie przed żywnością, zamknięcie sondy w szkle powinno być dobre. Co powiesz na epoksydowanie termistora do dna małej probówki, która następnie staje się sondą? Wierzch można uszczelnić gorącym klejem lub czymś podobnym. Musi być wodoszczelny, ale nie powinno tam być jedzenia. Z górnej części rury powinny wychodzić tylko dwa izolowane przewody. Szkło dość dobrze przenosi ciepło. Stała czasowa sondy powinna nadal być znacznie mniejsza niż stała czasowa od mocy grzałki do zmiany temperatury żywności.

Termistory nie są bardzo dokładne, chyba że płacisz dużo pieniędzy. W przypadku jednorazowego projektu hobbystycznego kupiłem dowolny termistor, jaki można mieć w odpowiednim zakresie i skalibrowałem ręcznie. Wykonaj kalibrację w kilku znanych temperaturach określonych za pomocą niezawodnego znanego termometru, a następnie wykonaj interpolację oprogramowania sprzętowego pomiędzy. Aby uzyskać dodatkowe punkty, możesz nawet sprawdzić nominalne równanie termistora, dopasować do niego zmierzone punkty najlepiej, jak to możliwe, a następnie wyprowadzić z tego funkcję ciągłą. Możesz zapełnić stałą tabelę w oprogramowaniu układowym wieloma segmentami ze skalibrowanej funkcji, aby interpolacja liniowa między segmentami była całkiem dobra.

Ponownie, 1/2 degC wymaga za dużo, ale nie robisz tego i tak naprawdę tego potrzebuję. Termistor z 4 punktami kalibracji, dopasowaniem równania, a następnie interpolacją powinien wystarczyć do rozwiązania rzeczywistego problemu.

Używając LM335Z, możesz skalibrować offset i błąd wzmocnienia dla dowolnego czujnika za pomocą 2 odczytów testowych w temperaturze 0'C 100'C z lodem i wrzącą wodą.

Następnie uzyskaj odczyt weryfikacyjny w połowie zakres powiedzmy 50'C.

Możesz zrobić przyrząd testowy i skalibrować jeden czujnik jako srebrny standard względem innego termometru o złotym standardzie. Następnie zapisujesz błędy oczekiwane-rzeczywiste i obliczasz liniową progresję lub liczbę wzmocnienia i przesunięcia, aby zapisać je w pamięci EEPROM, aby stały się skalibrowanym zestawem. Jeśli otrzymasz partię, może się okazać, że wszystkie mają ten sam błąd przesunięcia i wzmocnienia, który możesz poprawić w oprogramowaniu, aby wyświetlić poprawiony odczyt.

Przy standardach 0,1 ° C można spodziewać się błędu 0,2 ° C i użyć dowolnego wybranego wyświetlacza, aby zagwarantować, że błąd 0,5 ° C dla krytycznych wartości zadanych.

Zobacz rys. 3

http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00000459.pdf

Uszczelniłbym czujnik cienką powłoką żywicy epoksydowej, aby zabezpieczyć urządzenie przed wyciekiem wilgoci i użyj skrętki lub dwóch skrętek elastycznych, używając 2 jako ekranu, a następnie użyj "dławików ferrytowych CM" do pochłaniania zakłóceń RF. ADC z gwarantowaną dokładnością do +/- 0,5 bitu lub być może 1 na 256 poziomów do odczytu 0,5 / 100% dokładności. Nie jest to gwarantowane w większości Arduino, więc musisz użyć sprzętowego przetwornika cyfrowo-analogowego, aby przetestować to na wyjściu minus wejście w zakresie 2-kanałowym i wybrać parę AC dla CH1 i CH 2, a następnie wyświetlić tryb XY CH1 vs Ch2, aby uzyskać środkową kropkę, która przechodzi przez maksymalnie +/- 1 bit. Jakikolwiek szum Vref w twoim ADC spowoduje pominięcie poziomów kwantyzacji lub histerezy podczas przejść, takich jak 01111 do 10000, a przesłuch z cyfrowej masy do wejścia analogowego sygnału uziemienia nie powiedzie się przy monotoniczności.

Poszukaj literatury na temat błędów ADC w witrynie TI.

@Richard Russell << Doceniam potrzebę kontroli 0,5 st. C w ekologicznych stylach gotowania w niskich temperaturach, w których żywe organizmy zaczynają szybko umierać powyżej temperatury Pasteura, gdy bakterie są zabijane.

Gdybym to był ja, dokonałbym kalibracji z dokładnością do 0,1 stopnia, używając moich temperatur kalibracji wzmocnienia przesunięcia w zakresie od 45 do 65 stopni C, po mocnym przymocowaniu go do dobrze izolowanego naczynia. Następnie możesz wykonać każdą inną komercyjną kuchenkę na rynku ... zakładając, że jest dobrze izolowana dielektrykiem o wysokiej wartości R.

Następnie, aby uzyskać wygląd, abyś mógł pobrać 500 $, owinąć go precyzyjnym amerykańskim SS, który lubi „Spirit of St Louis” jest głęboko zarysowany i bardzo wypolerowany. ;)

Osobiście zleciłbym profesjonalistom wytrawienie zewnętrznego kwasu SS wytrawionego na co dzień grafiką o historycznym znaczeniu kulinarnym za 50 $, a następnie pobraniem dodatkowej opłaty za niestandardową grafikę z własnym logo i nazwą firmy. Po prostu zapytaj, czy potrzebujesz dobrej referencji.

Dziękuję, że pozwoliłeś mi pomóc w osiągnięciu celu.

Na podstawie informacji podanych w innych odpowiedziach i dalszych poszukiwań znalazłem sondę Waterproof DS18B20 w Alpha-Crucis (UE). Jest również dostępny w Adafruit w USA.

Spełnia wszystkie moje wymagania i ma idealną formę.