Как померять температуру?

[ALEX__A]

Мало того, что воздухом термопару греть не быстрее, чем чайник вскипятить...

Чем и что греть не имеет значение. Если вы возмете металлическую пластину и поместите её в автоклав с температурой 1000 гр. она нагреется до указанной температуры ровно за тоже время, если вы поместите эту же пластину в масло, нагретое до 1000 градусов.

С уважением, Алексей.

[NOPROBLEM]

У 1019ЕМ1 чувствительность 10 мВ на градус но у него, как и у WAD постоянная времени по воде 5 секунд, по воздуху на пару порядков больше!

Прикрепленный файл: 1654072.zip

[NOPROBLEM]

Вот тут "Чем и что греть не имеет значение" уважаемого Гуру занесло капитально! Может он тогда пояснит, зачем глупые электронщики даже микронные зазоры воздуха норовят заполнить теплопроводной пастой КТП-8?
Да будет ему известно, при скорости обдува V(м/с)каждый квадратный метр при разнице температуры в 1 градус за секунду передается энергия (в Дж)
для воздуха 5,6+4*V
для воды 350+2100*SQRT(v)
Кстати, при температурах выше 300С излучение превалирует над всеми другими видами теплопередачи и растет в 4 степени от температуры, поэтому проволочка в 1000 градусов здесь совсем не при чем... Да и автоклав тоже...

[kolian6]

Спасибо, попробую возьму 1019ЕМ1, посмотрю что получится. Как подключить я думаю разберусь, но если подскажете- сэкономлю время.

[NOPROBLEM]

На + вывод ставишь резистор на питание из рассчета R=Uпит в килоомах, значение может отличаться раза в два, не важно. Минусовой вывод на минус, а между ним и выходом будет напряжение в вольтах 100 раз меньшее, чем абсолютная температура в градусах. При 0С будет 2,73В
Четвертый вывод для подстройки линейности, его оставь без подключения

[kolian6]

Спасибо большое, все ясно, сотворю- напишу, заодно расскажу, как она воздух меряет.

[ALEX__A]

Вот тут "Чем и что греть не имеет значение" уважаемого Гуру занесло капитально! Может он тогда пояснит, зачем глупые электронщики даже микронные зазоры воздуха норовят заполнить теплопроводной пастой КТП-8?

При установке, например, транзистора на радиатор в следствии наличия шероховатостей поверхности, возникает неполный контакт корпуса полупроводникового прибора с поверхностью радиатора, что ухудшает теплопередачу, т.к. указанные зазоры заполнены воздухом у которого теплопроводность существенно меньше чем у металлов. Для исключения этого эффекта используют теплопроводную пасту, заполняющую указанные неровности.


Мы же рассматриваем процесс измерения температуры воздуха. Здесь носитель температуры сам воздух. И именно он нагревает датчик. Происходит передача тепла от воздуха к датчику, иными словами мы имеем передачу теплоты при непосредственном контакте двух тел (кондукция). Вместо воздуха может быть любая другая среда - масло, вода и т.д. Мы абстрагируемся от того, как нагревали эти тела, а равно от того, каким образом тепло поступило в точку измерения.

Да будет ему известно, при скорости обдува V(м/с)каждый квадратный метр при разнице температуры в 1 градус за секунду передается энергия (в Дж)
для воздуха 5,6*4V
для воды 350*2100SQRT(v)

Это известный факт. Но тут Вы рассматриваете разность температур в один градус. Т.е. есть некоторе тело нагретое до определенной температуры. Есть теплоноситель - воздух или что либо еще. Есть скорость потока. есть точка измерение, относительно которой разность температур в один градус, т.е. она удалена от источника тепла. И собственно мы передаем тепло от этого источника с помощью теплоносителя к указанной точке. Конечно, чем выше переданный объем, тем больше энергии мы передадим. Или с другой стороны (сняли ограничение на перепад в один градус), чем больше энергии мы передадим за единицу времени, тем меньший перепад температур будет достигнут, т.е. тем больше температура удаленной точки приблизится к температуре источника.
Мы же, в рассматриваемом вопросе, измеряем темературу самого носителя в указанной точке. И процесс должны рассматривать только как контакт носителя с датчиком температуры.

Кстати, при температурах выше 300С излучение превалирует над всеми другими видами теплопередачи и растет в 4 степени от температуры, поэтому проволочка в 1000 градусов сдесь совсем не при чем... Да и автоклав тоже...

Действительно превалирует. Только не относится к рассматриваемой теме.
Вы рассмотрели три классических способа передачи теплоты: кондукция, конвекция и излучение. Все эти способы могут существовать обособленно. Например, мы можем сделать замечательный нагреватель воздуха, на выходе которого будет температура 1000 градусов, и работать он будеть исключительно используя принцип конвекции. Поскольку нагреватель, пусть с исходной температурой в 2000 градусов, не будет находится в прямой видимости потребителя воздуха, а следовательно передача теплоты с помощью излучения будет отсутствовать.

Пример с автоклавом и маслом был приведен для пояснения передачи теплоты с помощью кондукции. Поправлюсь: время нагрева до конечной температуры будет различным (воздух и масло вещества с различной теплопроводностью). Однако, а сказано это было в свете датчика температуры, за неоговоренное допущение приношу извинения, если теплоемкость датчика мала по сравнению с теплоемкостью теплоносителя, это время можно считать одинаковым. В обсуждаемой теме теплоноситель один-воздух.

Уважаемый NOPROBLEM если Вы придерживаетесь иной точки зрения, я с удовольствием выслушаю все Ваши замечания.

С уважением, Алексей.

[NOPROBLEM]

Пожалуйста, мои замечания. Уважаемый ALEX__A пишет, что процесс измерения температуры воздуха отличается от процесса охлаждения транзистора. Однако, это не так. Оба процесса представляют собой выравнивание температуры между куском металла и средой, жидкой или газообразной. Причем, направление передачи тепла значение не имеет. В районе комнатной температуры количество энергии, передаваемое в секунду зависит только от разницы температур (линейно), площади ,свойств среды и скорости ее принудительного движения. Если у куска металла температура отличается от температуры среды, то налицо разница энергий в начале и конце выравнивания. Она равна разнице температур, помноженой на теплоемкость тела.
Если при данной разнице температур известен темп изменения энергии, то легко посчитать время, за которое температуры сравняются. Это время называется температурной постоянной. На самом деле с уменьшением разницы температур скорость выравнивания замедляется и процесс выравнивания затягивается до бесконечности, но за время равное постоянной времени сравняется 72% температуры.
Мысль о том, что теплоноситель передает свою энергию куску металла всю сразу вне зависимости от параметров среды только потому, что мы его назвали теплоносителем смехотворна! Мы легко выносим более 120С в финской бане, но попробуйте сунуть руку в кипяток!
Также не выдерживает критики тот тезис, что можно как-то отделить один путь теплопередачи от другого. Все эти механизмы работают одновременно вне зависимости от наших желаний. Однако их вклад зависит от параметров. Так при при отсутствии среды(вакуум) нет ни теплопередачи ни конвекции, а при комнатных температурах вклад излучения по сравнению с прочими ничтожен. А в мехе затруднено движение воздуха, поэтому отсутствует конвекция. Кстати, нагретое до 1000С тело излучает одинаково в твердом, жидком и газообразном состоянии (солнце, например) и поток энергии при этом на порядки превышает все другие механизмы. Поэтому анализировать разницу величины коэффициента теплопроводности при данных температурах бессмысленно.
Если в представленой картине теплопередачи что-либо неясно, с радостью поясню.

[ALEX__A]

процесс измерения температуры воздуха отличается от процесса охлаждения транзистора. Однако, это не так. Оба процесса представляют собой выравнивание температуры между куском металла и средой, жидкой или газообразной. Причем, направление передачи тепла значение не имеет. В районе комнатной температуры количество энергии, передаваемое в секунду зависит только от разницы температур (линейно), площади ,свойств среды и скорости ее принудительного движения. Если у куска металла температура отличается от температуры среды, то налицо разница энергий в начале и конце выравнивания. Она равна разнице температур, помноженой на теплоемкость тела.
Если при данной разнице температур известен темп изменения энергии, то легко посчитать время, за которое температуры сравняются. Это время называется температурной постоянной. На самом деле с уменьшением разницы температур скорость выравнивания замедляется и процесс выравнивания затягивается до бесконечности, но за время равное постоянной времени сравняется 72% температуры.

Позвольте уточнить некоторые моменты. Если мы рассматриваем нагрев-охлаждение транзистора как такового, то он ничем не отличается от процесса нагрева-охлаждения датчика температуры. Если, конечно, транзистор рассматривать как таковой, отдельно, без радиатора.

В приведенном Вами примере, транзистор охлаждается с поможью радиатора, и мы должны учитывать некоторые особенности. Если мы этими особенностями пренебрегаем, считаем, что транзистор+радиатор единое целое, т.е. температурное сопротивление в месте их контакта равно нулю, то, безусловно, ситуация аналогична датчику.

Правда надо сделать еще одно важно замечание. Предположить, что в транзисторе отсутствует источник теплоты. Т.е. ему передана энегрия и она не пополняется. Вот тепер условия равные и сравнение допустимо.

Мысль о том, что теплоноситель передает свою энергию куску металла всю сразу вне зависимости от параметров среды только потому, что мы его назвали теплоносителем смехотворна! Мы легко выносим более 120С в финской бане, но попробуйте сунуть руку в кипяток!

Привожу цитату моего предыдущего сообщения:

Поправлюсь: время нагрева до конечной температуры будет различным (воздух и масло вещества с различной теплопроводностью). Однако, а сказано это было в свете датчика температуры, за неоговоренное допущение приношу извинения, если теплоемкость датчика мала по сравнению с теплоемкостью теплоносителя, это время можно считать одинаковым.

Надеюсь, я пояснил свое допущение и признаю, что пример не удачный.

О финской бане. Крайне неудачный пример. Особено с использованием человека с его субъективными восприятиями. Физиологические процессы, происходящие в организме зачастую не поддаются аналитическому описанию.

Также не выдерживает критики тот тезис, что можно как-то отделить один путь теплопередачи от другого. Все эти механизмы работают одновременно вне зависимости от наших желаний. Однако их вклад зависит от параметров.

Соглашусь. В части существования всех трех способов всегда. Однако, тем или иным способом, в конкретных условиях можно пренебречь. И Вы привели достойный пример - вакуум.


Давайте попытаемся резюмировать все вышеизложенное применительно к поставленной задаче - измерение температуры потока воздуха, не отвлекаясь на другие вопросы.

Итак мы измеряем температуру потока воздуха. Т.о. мы имеем непосредственный контакт двух тел - воздуха и датчика.

1. Рассмотрим диапазон температур указанный автором. Очевидно, что теплопередача между средами воздух-датчик излучением существует, но пренебрежимо мала.

2. Рассмотрим теплопередачу с помощью конвекции - перенос теплоты потоками вещества. Именно в разрезе воздух-датчик. Существуют ли эти потоки в месте контакта?

Картину может путать то обстоятельство, весьма сильно заложенное нам в голову собственной практикой, что человек субъективно воспринимет температуру воздуха. Если провести эксперимент направив на человека поток воздуха температура которого будет одинакова, но поток воздуха будет увеличиваться, то чем выше будет скорость потока, тем больше испытуемому будет казаться что ему становится холоднее. Это связано с тем, что тем больше будет скорость потока, тем лучше будет происходить процесс испарение жидкости с тела человека (конвекция!!!) тем лучше оно будет охлаждаться. С нашего датчика ничего не испаряется, т.о. перенос теплоты с помощью конвекции в статическом режиме (температура потока постоянна) отсутствует.

Но всетаки скорость потока оказывает свое влияние в динамическом режиме.

Пусть изменилась температура скорости потока. Например, понизилась. Датчик имеет определенную теплоемкость. Он начал охлаждаться до новой температуры. И сделает это тем быстрее, чем выше будет скорость потока воздуха.

3.Кондукция. Существование этого способа теплоперадачи очевидна как в статическом так и в динамическом режиме. Поскольку воздух находится в непосредственном контакте с датчиком.

Выводами из всего вышеизложенного будут:

При измерении температуры потока воздуха датчиком инерционность измерения будет зависить от теплоемкости датчика, вида измеряемой среды (воздух, вода, масло и т.д.), скорости потока среды.

При скорости потока равной нулю - инерционность измерения будет зависеть только от теплоемкости датчика и вида измеряемой среды.

С уважением, Алексей.

[NOPROBLEM]

Правда надо сделать еще одно важно замечание. Предположить, что в транзисторе отсутствует источник теплоты. Т.е. ему переданы энегрия и она не пополняется. Вот тепер условия равные и сравнение допустимо.

Если датчик измеряет постоянно падающую температуру воздуха, то тепловая картина будет как у транзистора, выделяющего энергию

Физиологические процессы, происходящие в организме зачастую не поддаются аналитическому описанию.

Оставим в покое тонкую психофизику, вспомним о кондовом факте, что после 45С белок, из которого человека сделали сворачивается, и все станет ясно, как божий день

С нашего датчика ничего не испаряется, т.о. перенос теплоты с помощью конвекции в статическом режиме (температура потока постоянна) отсутствует.

Тут налицо путаница понятий, которую можно успешно ликвидировать заглянув хотя-бы в энциклопедию или учебник

Но всетаки скорость потока оказывает свое влияние в динамическом режиме.

Я уже приводил "для воздуха 5,6+4*V "

При скорости потока равной нулю - инерционность измерения будет зависеть только от теплоемкости датчика и вида измеряемой среды.

Я Вам больше скажу! Она (постоянная времени) будет в точности равна теплоемкости датчика, деленной на его площадь и на коэффициент теплоотдачи, формулы для которого я уже приводил не только в статике но и принудительном обдуве. Эти формулы эмпирические и учитывают все виды теплопередачи в данных условиях.
Кстати, ALEX__A обмолвился, что они ему знакомы. Был бы рад узнать откуда, может там есть похожие данные для других сред и условий? В свою очередь могу заинтересованным сообщить данные по кипящей на стенке воде и конденсирующемуся пару