Termopares

[sandei]

Olá Boa Tarde !

Utilizando de termopares sabemos que possuí uma determinada tensão gerada para Grau Celsis, para isso comparamos o valor da Tensão com a tabela é obtemos o valor da temperatura, basicamente isso desconsiderando a Junta-fria . Como Implementar essa Tabela no Microcontrolador todos sabem impossivél colocar a tabela dentro do microcontrolador , existem algumas tecnicas para isso quais e como /

Fabio.

[rubenprom]

A ideia é ler a temperatura no microcontrolador para depois mandar esse dado tipo num LCD?
Nao me lembro muito bem de Termopares,esse termopar que vc ta utilizando trabalha em que faixa de tensão?

[sandei]

oque quero saber é a Tecnica Utiliza ao invez de Implementar toda a tabela dentro do microcontrolador, termopar tIpo J e K..

[Visitante]

Depende da faixa e da exatidão.
Se o range for pequeno e para inteiros, até com tabela dá.
Se o range for grande e com exatidão, a técnica é aproximação por série de potência (ou outra série de sua preferência) até determinado grau que atenda sua exatidão e que caiba em suas amostragens.
Outro processo, mais simples, é ir linearizando a curva do seu termopar por partes e levantar todas essas retas (por trechos). Criar um switch para os limites de cada caso. É muito mais rápido, mas depende faixa de valores que se quer e da exatidão.

[tmarchesi2]

Bom dia pessoal !

Eu montei um protótipo com o AD595 e AD do AVR, ficou muito interessante, coloquei um termopar tipo K display LCD 16x 2 e exibo os valores com ponto flutuante, uma casa depois da virgula.

O que não ficou legal:
- Está flutuando em torno de 2 a 3 graus.
- É sensível a ruído, se eu coloco a mão no cabo, da uma oscilada na leitura em torno de 7 a 12 graus mas depois tende a estabilizar.

Minha rotina está escrita em C, ela faz 8 leituras tira a média e mostra no lcd. tudo bem simples.

O Ad595 é um chip que ja possui a junta de compensação internamente, reduzindo o número de componentes garantindo maior estabilidade, porém não é barato pra ficar fazendo testes...rs.
Um outro teste que estou fazendo no momento é de multiplexar 4 termopares com o CD4051 e ligar a sua saída no Ad595. Sei que parece loucura devido as caracteristicas de funcionamente de um termopar e a forma de ligação dos sensores, porém meu erro em temperatura ambiente está em torno de 2 graus pra mais em relação a um termômetro de precisão FLUKE 2190A. isso entre 15 a 40 graus.... teste é teste........

O que falta:
Minha vontade é medir no mínimo 4 termopares com o melhor custo benefício. meu erro pode ser em torno de 3%, pois quero medir temperatuna na faixa dos 600 a 1000 graus.

Limitantes do projeto:
Não tenho fonte simétrica. Minha fonte de alimentação é simples apenas 12V considerando que precisor fazer uma relação de 0 a 5v para o AD do AVR.

Ja tentei usar o lm358 porém a sensibilidade dele é muito baixa, não deu certo.

Acertando tudo isso, vou partir para a calibraçào que deverá ser via software mesmo.

Estes dias achei algo na net com o chip lm335, mas preciso pesquisar melhor !

Estou a disposição para sugestões dúvidas...... isso que relatei é uma parte dos testes, durante este período tentei mais coisas, só que não dá pra escrever tudo.

Fabião, muito obrigado por aquelas dicas.......

Abraço a todos,

Quero terminar isto logo, pois o aquecimento global está pegando ...rsrsr

[RobL]

Não sei o que quiz dizer com o LM335, mas a faixa de temperatura dele é muito baixa para a faixa de 600-1000°C.
Sobre o ruído, com o AD595, deve ser sua montagem de teste improvisada.
Note que há recomendação de layout para esse chip. No mínimo a referência dele está flutuando e sem proteção nas entradas.
É possível usar LM324(LM358) na configuração op de instrumentação com fonte única. Deve usar valores elevados dos resistores, para que o op responda de forma mais aceitável, em troca, mais ruído.

[RobL]

Não é preciso usar 0 a 5 para o AD do AVR, pode usar a referência interna de 1,25V (ou perto disso, não lembro) caso seu AVR tenha isso. ATmega 48, 88, 168 tem.

[tmarchesi2]

Bom dia !

Em relação ao lm335, eu encontrei uma tese de um projeto onde se aplicava 5v em um dos terminais do termopar e na outra passava por este lm, eu achei o circuito estranho também, porém o autor diz que funciona tem gráfico e tudo mais...... posso te mandar o arquivo caso interesse, porém tem um outro amp op que custa em torno de 10,00 fora os resistores e capacitores que é usado para amplificar e mais um circuitinho que faz a junta fria, por fim a coisa fica um pouco grande.

O uC é o atmega8 com ad configurado em 10bits, eu vou verificar este detalhe da referência interna.

O meu circuito realmente está montado em placa padrão, o circuito vira uma antena !!

Você tem algum circuitinho testado e aprovado com o lm358 ou lm324 pra me enviar na configuração amp de instrumentação ??? Na net tem muita coisa, mas gostaria de algo já testado. Caso você tenha me mande por favor...

meu e-mail é thiago_marchesi@hotmail.com

Grato

[FuHr3r]

No caso do LM335, ele pode ser usado como compensacao da junta fria. Ja usei o LM35 para isso, simplismente fazendo um divisor de tensao com sua saída e colocando um fio do termopar nesta referencia do divisor. Claro que o divisor deve estar na escala de amplificacao (ou na escala do termopar).

Sobre a multiplexacao com o CD4051, ja fiz ensaios com ele tambem. Interessante ele ter dois terras: um analogico e o outro digital, o que ajuda muito. Usando fonte negativa ou divisor de tensao na entrada, ficou até que bom.

No entanto eu uso um CI que ja faz a conversao analogica-digital e compensacao de junta fria: o MAX6675.

Ja tentei fazer um amplificador de termopar e ler no AD, porem tive inumeros problemas com ruido e leituras instaveis. Usei como amplificador desde o simples LM324 até o OP07. Fiz filtros de segunda ordem e tudo mais. Mas isso faz um pouco de tempo, nao lembro dos detalhes.

O que mais me impressiona é que os modulos comerciais de termopares utilizam o LM324 e compensacao com diodo, e funcionam muito bem. O LM324 tem um offset de 2mV, o que na escala do termopar equivale aproximadamente a 50 graus celcios de erro. E este offset varia um pouco de componente para componente, nao sendo possivel simplismente subtrai-lo da medicao. A rejeicao de ruido dele tambem nao é alta. Mesma coisa com os diodos: a resposta a temperatura nao é muito linear e tambem a tensao reversa varia de diodo para diodo.

Alguem ja teve sucesso com leitura de termopares?

[tmarchesi2]

Eu encontrei um circuito onde o termopar tipo k trabalha como um divisor na entrada do lm324 na configuração de amplificador de instrumentação.
Ainda não montei o circuito, mas o AD595 foi a melhor opção até o momento sem multiplexar.

[FuHr3r]

Eu encontrei um circuito onde o termopar tipo k trabalha como um divisor na entrada do lm324 na configuração de amplificador de instrumentação.
Ainda não montei o circuito, mas o AD595 foi a melhor opção até o momento sem multiplexar.

Para a multiplexacao ficar boa, vc tem que conferir a impedancia de entrada deste AD. No caso do MAX6675 é de 60k, que é um valor baixo. O 4051 insere um resistor em serie, que depende da tensao de alimentacao dele, sendo que quanto maior a tensao de alimentacao menor esse Ron. O valor tipico ja é suficiente pra pegar mais que 40uV quando colocado com a impedancia de entrada de 60k do MAX6675.

Entao usa-se um opamp com offset baixo e altissima impedancia de entrada como buffer nao-inversor e fica beleza. No caso o OP07 possui offset maximo de 70uV e impedancia de entrada de ate alguns Giga-Ohms, e é facilmente encontrado no mercado. So que deve ser alimentado por no minimo 7V para funcionar em suas caracteristicas.

Sobre esses circuitos com LM324.. ainda nao me conformo que eles funcionem bem, ja que o offset deste componente é absurdo comparado com a sensibilidade de um termopar e sua rejeicao a ruidos nao é alta.

Quando fiz utilizando um OP07, ainda sim eu pegava ruidos. Vou tentar retomar esse projeto e insisitir mais. Na epoca tive pouquissimo tempo e acabamos utilizando o CI pronto.

Acho que agora nao vou utilizar filtros, e sim passar a utilizar entrada diferencial, com ganho interno do ATMega. Assim as capacitancias ficam baixas e posso multiplexar, porque no projeto preciso ler até 16 termopares, e os atmegas do mercado possuem ate 8 canais.

Na epoca eu fazia com PIC, nao dispondo de ganho interno e entradas diferenciais. Gostei muito destes recursos da familia AVR.

Alguem tem experiencia em ter feito um leitor de termopar com sucesso?

Acho que estes modulos comerciais que usam o LM324 passam por uma etapa de calibracao digital, onde os offsets sao lidos por um equipamento "calibrador" e gravados na memoria do microcontrolador. Se bobiar esse equipamento gera até a tabela de valores, com correcao de erro de ganho e offset.

Outro problema é que eu nao disponho de instrumentacao para medicao nessa escala. Precisaria de um multimetro de bancada com 5 digitos ou mais, que sao carissimos. Entao fica dificil bolar esse "calibrador" sem calibrar ele mesmo... Uma alternativa pode ser utilizar amplificadores realmente precisos e caros (para um componente) no "calibrador", ex a familia INA.

[tmarchesi2]

Olá FuHr3r, me desculpa a demora pra comentar.

Seus testes e experiencia com este tipo de circuitos são bem interessantes, como ja fiz alguns posts também não é de hoje que estou tendando fazer algo funcionar.
Em relação ao lm324, você tem razão, o offset é muito alto, porém a idéia inicial do circuito está funcionando, estou pesando em substituir o lm324 por um amp op mais confiável, o próprio Op07, porém os circuitinhos que montei com ele trabalhando com fonte simples de tensão +12V não funcionaram na configuração de amplificador não inversor. Será que ele não opera com fonte simples ??Com fonte simetrica ele funciona que é uma beleza!rs
Você tem msn ?? Se você quiser podemos conversar, estou sempre on-line depois das 19:00, porém estou colancando banda larga e até agora não instalaram o serviço aqui em casa.

Eu preciso medir algo em torno de 250 a 900 graus e posso ter um erro de 20 graus, não estou considerando a junta de compensação ainda, vou deixar isso pra segunda parte.

Do jeito que está o meu projetinho estou pensando em fazer uma tabela e corrigir os valores a cada 50 graus, porém não quero fazer trocentos iF, quero fazer algo mais estruturado e ter uma variável "offset" e ir corrigindo na mão mesmo e ver como que fica apenas pra ter algo funcionando.

No aguardo Thiago

meu msn é thiago_marchesi@hotmail.com

T+

Abraço

[FuHr3r]

Devia funcionar legal com +12v... por acaso vc esta aplicando o sinal do termopar com referencia ao terra? nesse caso, tem que usar um divisor de tensao na entrada, pq o OP07 nao trabalha bem perto dos terminais de alimentacao dele.

Tive uma ideia de ligar a entrada do amplificador em uma I/O e colocar esta I/O em zero. Entao o valor lido no AD vai ser o proprio offset do opamp. Depois para usar a entrada do amplificador normalmente, esta I/O seria colocada em modo de alta impedancia. Aterrar uma das entradas do MUX que vou ter que usar antes do amp tb é uma ideia.

Para o erro do ganho, pensei em ler um valor qualquer (de um divisor resistivo por exemplo, na faixa de 16mV) antes do amplificador e depois do amplificador. Entao seria só dividir e pronto, teriamos o ganho do amp. O problema é que esse valor de referencia a ser lido crú é muito baixo em comparacao com o amplificado, e por eles usarem o mesmo Vref, ficaria com resolucao baixa. Fiz uns calculos rapidos e achei que o erro ainda era grande.

Te adicionei no MSN. Tb estou em casa só depois das 19h e tantas.

Até!

[EDSONCAN]

Oi a todos
Esta dando uma olhada rapida nisso e me lembrei que brinquei muito com isso a uns 15 anos atras e tinha um circuito que faziamos que era algo assim, nao lembro os detalhes teria que procurar.
O termopar tipo K entrava em um LM308 e junto entrava um circuiito com um diodo 1n4148 juncionando com sensor de junta fria, esse circuito tinha um ganho de 10.
O LM308 era necessario pois tinha que ter alem de baixo offset compensaçao em temperatura, pois isso funcionava em ambiente industrial.
Um circuito com o LM324 com ganho 10
um circuito com LM324 e na manha de ganho um sistema de diodos que mudavam a curva em funcao da tensao de entrada colocando resistores em paralelo e serie de maneira a linearizar o termopar.
Dava um erro de 20c maximo em toda a faixa do termopar, os resistores da malha eram de ajuste de curva eram de 1%.
O LM324 trabalhava com fonte simples, mas criava-se um terra virtual em vcc/2 usando um outro LM324.
Usava-se uma referencia de 2V5.
Edson

[tmarchesi2]

Caro Edsoncan;

Tente achar este trunfo pra gente, pelo menos a parte que amplifica o termopar.
A parte de linearizar o termopar da pra tentar fazer via software, fica até mais fácil e exuto o circuito.

Tem muita gente tentando fazer isso funcionar.

Grato a todos - Ainda na lenda de medir com termopar !!!!!!!!!!