Нагреватель -- он же "термистор" для ПИДа

[Инн]

Уважаемые Коллеги!
Не знает ли кто готовую или хотя бы полуготовую схему для такой странноватой задачи:

Тонкую (внутр.диаметр 1,6 мм, наружный 3,3 мм) пластиковую трубку длиной ~1 метр, свободно провешенную в воздухе, от настольного прибора к ручному зонду, — её надо держать при температуре примерно +40°C - +50°C на всей её длине.

Окружающая среда -- лабораторная: хорошо кондиционированый неподвижный воздух, 20°С.

Трубку не разрешается не то что многими термисторами обвешивать, а даже один термистор они терпеть не хотят: у них и в кабеле всего одна свободная жила, и трубка им нравится тонкой и лёгкой

По всему по этому, хочу (бифилярно) обмотать эту трубку снаружи обмоточным медным проводом 0,15 мм с шагом ~1 мм, и эта обмотка будет каким-никаким датчиком температуры трубки.

А регулятор температуры пусть стабилизирует сопротивление этой намотки. Пускай делит одно на другое. Вон, микра такая у Аналогов есть: https://www.analog.com/en/products/ad734.html

Ну, или пусть стабилизирует напряжение на намотке, при постоянном токе; что ли...

Сопротивление такой намотки при 20 град равно 10 Ом.
ТКС меди не то 0,0038 1/град, не то 0,0042 1/град.
Ну, пусть оно будет 0,004 1/град.
Т.е., при 40 град сопротивление намотки будет на 0.8 Ом выше.
А колебания температуры от 40 до 50°С будут приводит к колебаниям сопротивления размахом в 0.4 Ом.

В приборе есть довольно приличный компутер, но они не в восторге посторонних (это я) в него впускать.
Если не получится найти или нарисовать аналоговую схему, то буду их уговаривать, конечно. Но не факт, что уговорю.

Был бы зело признателен за Ваши советы.

Благодарю Вас.

[kreking]

Пирометр бесконтактный датчик температуры, есть промышленные с выходом по току и напряжения. С описания на сайте Aliexpress: "Источник питания постоянного тока (по умолчанию) 24 В постоянного тока
Максимальная Потребляемая мощность: 1,2 Вт
Точность (по умолчанию) +-1% или 1,5 ° C от измеренного значения, в зависимости от того, что больше
Рабочая среда схемы передатчика: температура 0-60C, относительная влажность 10-95% (без конденсации)
Спектральный диапазон: 8-14 мкм
Оптическое Разрешение: 20:1
Время отклика: 150 мс (95%)
Коэффициент излучения: 95% фиксированный
Выходной сигнал: 4-20MA/RS485
Нагрузочная способность: ‹= 600 Ом
Электропроводка
Красная мощность положительная, черная мощность отрицательная, синий сигнал положительный, оранжевый сигнал отрицательный"
Контроллер не обязателен, можно обойтись компаратором или ОУ с реле, где сигнал от датчика будет сравниваться с заданным значением.

[ForcePoint]

Тонкую (внутр.диаметр 1,6 мм, наружный 3,3 мм) пластиковую трубку длиной ~1 метр, свободно провешенную в воздухе, от настольного прибора к ручному зонду, — её надо держать при температуре примерно +40°C - +50°C на всей её длине.

Может какой-то тонкий самогреющийся кабель, как для растопки льда в дождевых трубах?

Трубку не разрешается ...... и трубка им нравится тонкой и лёгкой

Если эти чудаки когда-то учили химию - попросите их распедалить тему за тепломассобмен. Потребная мощность на заданной длине трубки? Даже если греть трубку обмоткой по всей длине - без хоть какой-нибудь теплоизоляции снаружи, температура её участков рискует сильно гулять от проходящих рядом сотрудников.

Пирометр бесконтактный датчик температуры,

К нему - PTZ-монтировку и nVidia Tegra для наведения на болтающуюся трубку.

[mtit]

Пускай делит одно на другое.

За цену ad734 можно купить MAX31865.
Принцип деления тестируемого напряжения на образцовое напряжение - тот же.
Напряжение получается из генератора тока и моста из последовательно соединённых-включенных резисторов. Только уже в цифре.

https://static.chipdip.ru/lib/773/DOC030773259.pdf

A reference resistor equal to four times the RTD’s 0NC resistance is optimum for a platinum RTD. Therefore, a PT100 uses a 400 Ом reference resistor, and a PT1000 uses a 4k reference resistor

Только для данной микросхемы номинал 100 Ом. Если генератор тока внутри микосхемы не импульсами - нужно (можно) будет свой генератор тока прикостыливать.

Тонкую (внутр.диаметр 1,6 мм, наружный 3,3 мм) пластиковую трубку длиной ~1 метр

В диаметр 1,6 мм легко NTC внутрь запихнётся. Через 1 метр неламинарность от постороннего предмета - не будет влиять ни на что.

[Инн]

Даже если греть трубку обмоткой по всей длине - без хоть какой-нибудь теплоизоляции снаружи, температура её участков рискует сильно гулять

Да Вы ж там видели: от +40 до +50. Я ж говорю: странная немного задача.
Так им надо доставить несколько перегретый воздух в прибор, а дальше прибор внутри себя сбросит т-ру до +40±0.05°С, и тогда уже будет что-то им там мерить.
Так что, с этим всё нормально.

За цену ad734 можно купить MAX31865.

Я очень люблю эту контору (Analog Devices) и сначала аж встрепенулся на Ваше сообщение. Но почитал спр.листок -- это какое-то... радиолюбительство местечковое, что ли.
Ток возбуждения Pt термометра не заявлен вовсе.
То есть, это для какого-то случая погружения термометра в жидкость, что ли...
И, хоть это нигде прямо не сказано, но очень похоже, что измерение ведётся на постоянном токе.
Странно: где они у себя таких инженеров нашли для этой задачи?
Студентам, что ли, дали подработать по вечерам? И чтО те студенты курили?
А им в бурсе вообще рассказали, что такое саморазогрев резистивного датчика температуры?

И что взрослые дядьки работают на переменном токе, с синхродетектором?
И что была в 1993м году об этом открытая публикация, готовая разработка даже?
На камешках той же Конторы.
И что потом Контора выпустила более интегрированную микру специально для этой задачи -- снизить саморазогрев до 50 мкград при комнатной т-ре в неподвижном воздухе.
А эта MAX31865 -- очень странно для такой Конторы...

Ах, да, так о предмете этой темы: нет, похоже, с этой микрой нам не выкрутиться...

Если народ ничего готового здесь не предложит, то застабилизирую ток втупую, и тогда буду держать напряжение...

[mtit]

А им в бурсе вообще рассказали, что такое саморазогрев резистивного датчика температуры?

Так про это и нарисовано. Есть там блок "V_Bias generator" с выход которого снимается 2.0 Вольт, на термодатчик идёт, соответственно, 0.4 В.
Про то, что измерение идёт постоянным током - моя фантазия. Исхожу из того, что если измерение ведётся импульсным током, то в паузах АЦП банально простаивает, а не

с синхродетектором

определяется ноль для коррекции. Тоже моя фантазия.
То, что измерения ведутся на одно-полярном напряжении - ещё одна моя фантазия.

Если собрать в суме все мои фантазии - для Ваших задач микросхема идеально подходит (с учётом того, что источник образцового напряжения будет внешний, т.к. микрос-ма не потянет требуемый ток).
И, да, микросхема с точки зрения теории - в аналоговой части в даташите многое осталось за кадром.
Но, цифровая часть - вполне себе ничего.
За простоту использования эту микросхему не обходят стороной Ардинщики, можно примеры в сети за основу готового узла брать.

Например,
https://www.instructables.com/PID-Co...-Applied-to-a/

Ваша задача будет посложнее, т.к. в примере: выход - низкочастотный ШИМ. Но, возможность слепить на скорую руку прототип из готовых модулей - окупает некоторые недостатки.

Правка: Для Лиги Лени: Я предлагаю собрать источник напряжения управляемый внешним сигналом. Пусть будет от 1.5 В до 2.5 Вольт. При этом на трубку придётся мотать такое количество проволоки, чтоб при 1.5 В был явный недогрев. А при 2.5 В - гарантированный перегрев.
Это напряжение (через образцовый резистор, внешний к микросхеме, в даташите нарисовано) подавать на наш сенсор. Хоть напряжение не стабильно, но микросхема определяет сопротивления путём сравнения с сопротивлением образцового резистора.
Теоретически, за счёт контролируемого управления саморазогревом сенсора - получаем стабилизацию температуры. Можно в принципе даже ШИМить двумя дискретными уровнями ( 1.5 в и 2.5 Вольт)

Правка 2: аааааааааааа, ничего не получится. Увидел в схеме внутреннего устройства микросхемы ключ. Между FORCE- и GND2. Судя по всему измерения идут циклами. Т.е. в цикле он и замыкается и размыкается. А, так как, максимальный ток микросхемы 5 мА, то попытка прогнать через этот ключ силовой ток кончится плачевно.

[Инн]

Уважаемый Mtit, я вообще-то не думаю, что действительно заработал "спасибу" своими разговорами, но раз уж Вы мне её влепили, то надо теперь как-то отбатрачить.
Коль Вас это заинтересовало, то прилагаю свою подборку по синхродетекторам: когда-то пришлось разобраться:

ЗЫ: Тут кто-то, вроде, интересовался, какая мощность потребуется на эту трубку?
Я сделал порядковую оценку по вот этой статье для кабелей в воздухе.
Получил порядка 5 Вт. Вроде, на глаз, похоже...

[Инн]

Уважаемые Коллеги,
Не желая далее тратить Ваше время впустую, как это вот сейчас только что вдруг выяснилось:

Заказчик снял эту задачу.
Велел один раз подстроечным резистором выставить перегрев над сорока градусами = 45-50°С и никакие ПИДы не применять ваще.

Ну, чё делать-та: ща пошщитаю поточнее, какая мощность требуицца для этой трубки.
Дело пахнет тем, чтобы эту медную обмотку тупо подключить напрямую к +5 V (0.5 Ампер) и -- забыть.

Тьфу. Срамота. Ото теперь аж перед людями стыдно...
Уже начал, было, схему сочинять.
Жалко...

Ну, что тут скажешь, Коллеги!

"Извините за компанию", как говаривал незабвенный проф. Логинов, неплохой физик-теоретик, тогда, в недавнем прошлом, доблестный офицер-трёхгодичник ПВО, принесший с этой службы некоторые гусарские замашки.
Он, вроде, на службе наш ероплан спас: экипаж сел в карты играть и ничаянно в супредельную гусударству залетел. А Лёша смог докричаться до них на какой-то чрезвычайной частоте, что ли...

И он так, в частности, попрощался с нами после нашего новоселья, когда:

• Уже все ящики для цветов были с балкона 6-го этажа сброшены. Посмотреть, а хьто сильней: Архимед, или Ньютон? Ящики вверх всплывут, или вниз полетят? Экперимент называицца. Нам, простым смертным, не понять.
• Уже "отставлены на потом" попытки сокрушить гипсовую стенку между гостиной и спальней (для простору).
• Уже наслабого бабасика Людочку, гостью, подержали здоровенных на руках за перилами балкона -- насладились отчаянным визгом бедного бабасика.
• Уже чей-то "Запорожец" перенесен с асфальта на свежую очень рыхлую землю: "А вот выедет он утром сам, или только на буксире?"
• Уже сварен грог, и на кухне весь потолок разрисован красным вином.

Короче:
-- Извините за компанию.
-- Ах, что Вы, что Вы: приходите ещё!
-- Будь спок, Старина: придём.

Так и я теперь, Коллеги:
Простите, ради бога, за весь этот мой "базар".

[akegor]

Заказчик снял эту задачу.

Инн, ну как тут не вспомнить армейскую мудрость: "Не торопись исполнять приказ - следующий отменит предыдущий!"

[ForcePoint]

Спокойствие... только спокойствие. Дело-то - житейское.