TempMeter для Arduino - описание программы (Страница 51 из 52)

Есть всего лишь нелинейность преобразования одной физической сущности в другую первичным преобразователем А затем либо схемотехнически, либо программно эта нелинейность "исправляется".
Самый простой пример - аналоговый тестер. Шкала переменного тока или сопротивления нелинейны. Но риски на шкале нанесены с учетом этой нелинейности так, что считываемые показания являются истинными( с учетом класса точности, т.е. погрешности).

Если продолжать аналогию со стрелкой, то там тоже лучше не загонять ее в первую треть шкалы - возрастает погрешность.
Нет, я ничего против не имею, просто как только второй раз прочитал про нелинейность датчика( а читалось это именно как в целом датчика, а не его входной части) не поверил и решил протэстить.
К стати о точности. Изначально мной использовались ТРМ1 с двумя знаками после запятой, так этим прибором четко отслеживался переход между головами и телом, а с 18В20 этот момент какой-то невнятный( особенно на метровой царге). Правда тут перевешивает компактность, красота и цена. Да и то, что на выходе нужен не спирт лабораторной чистоты, а некая солянка. Но без червей

...или не исправляется, зависит от задач и исполнения этого самого "затем".
Я же говорю о нелинейности на выходе конкретного устройства: цифрового термометра DS18B20.
Вот примерный график сей нелинейности из даташита, если интересно:

Нетрудно заметить, что нелинейность наиболее ярко выражена вне диапазона из твоей таблицы (30°C...90°C), а в диапазоне таблицы как раз погрешность относительно линейна, но возрастает с ростом температуры.

А теперь о промышленном pt1000: это термосопротивление, погрешность его измерения линейна (ну почти), но тоже возрастает с ростом температуры. В диапазоне твоей таблицы погрешность составляет от ±0,2°C до ±0,3°C в начале и конце диапазона соответственно (это для самого точного класса А).
Погрешность DS18B20, напомню, составляет ±0,5°C.
Таким образом ты по сути поверил столярную линейку портновским метром. Или наоборот.

Количество знаков после запятой на шкале никак не улучшают точность первичного измерителя, будь то DS18B20, pt1000 или что-то ещё.

Дык точность 0,5 и вытекает из этого графика. Именно в эту точность весь этот график укладывается. Всё правильно.

Шкалы, не прибора!
Температура 30,00°C считанная со шкалы прибора с первичным измерителем, имеющим погрешность ±0,2°C не обязательно равна 30,00°C, а лежит где-то между 29,8°C и 30,2°C.
Более того, она даже для одинаковых условий и одного и того же экземпляра измерителя может варьироваться в заметных пределах. У того же DS18B20 дрейф показаний равен ±0,2°C при температуре 125°C за 1000ч.

Смешиваешь разрешение шкалы и точность измерения. Это очень разные вещи.

Эт самое, а когда я успел смешать? Вроде наоборот.
Да,JohnJohnov, вот прям вогнали меня весом теорий про точность и разрешение в землю. Аж по плечи Правда в действительности все это выглядит немного не так... как на самом деле.
На той работе, с которой ко мне прилипли и датчики, и приборы, были ртутные термометры с ценой деления две сотки. Правда они перекрывали диапазон от 50 до 90. Или от 55 до 95 что ли, точно не помню. От нуля не было, но был и есть у меня, 0...55 гр. с ценой деления десятку. Вот этими пятью портняжными метрами и мучил pt и трм, ну и голову заодно.
Как это не странно сейчас прозвучит, но разрешением градусника принято считать половину цены деления, так что имел четыре градусника с разрешением 0,01 и один с 0,05. Сначала из десятка датчиков выбрал три, которые имели очень близкие( точно уже не помню, но там буквально сотока-две) показания, на одном приборе, при 90 и 15 гр( ниже сложно получить, это в теории бросил льда в воду - вот тебе и ноль, а на практике это месиво ведь потом еще и равномерно нагреть надо).
Откорректировал на приборе наклон характеристики, чтоб еще точней получилось. А вот с подгонкой показаний датчиков к градусникам возникли проблемы - мало того, что пришлось сравнивать показания не при статичной температуре, а при медленном нагреве, так еще и в ТРМке минимальная поправка 0,1. Так что пришлось просто на бумажке записать поправки для каждого датчика, но ничего страшного, ведь с лабораторными термометрами тоже идут бумажки с таблицами поправок.
Так вот что интересно, при заявленной точности датчика +-0,15 и кл.0,25 прибора, при изменении температуры на градусе на десятку, значение младшего разряда на приборе меняется от восьмерки до восьмерки( поправка на оставшемся у меня датчике - 0,08). Конечно показания пляшут на единицу в этом разряде, прекрасно осознаю, что добиться лабораторной точности подгонки не реально в кустарных условиях, но. Но заключается в том, что при условных 30 гр. нет показаний 29,8 или 30,2, а только пляшущие 29,99 - 30,00 или 30,00 - 30,01 и результаты повторяются при каждом нагреве.
Тут я подчеркну, что в контексте нашего разговора я больше напираю на разрешение, а не на точность. Какая точность по прошествии лет восьми как уже? А вот по разрешению вполне можно оценить нелинейность. Датчика с максимальным разрешением 0,0625

Да все там так, сам сейчас пользуюсь и этими же датчиками, и этим же прибором. Только вот тут приходится ориентироваться либо по заполнению пилы зубьями, либо по скачущим цифрам( с шагом 0,06), что менее удобно, чем изменение последней цифры максимум на пару единиц одномоментно.
Да и горб на графике у меня не такой крутой, как у вас. Возможно надо просто график ужать по времени, но тогда зубья пилы сливаются и мне становится скучно

При такой цене деления это уже портняжный штангенциркуль. 

По поводу аналоговых приборов совсем не странно, а вот для цифровых утверждение неверно.
А дело в том, что цифровые преобразования дискретны, а аналоговые - непрерывны.

Ртуть в градуснике или электромагнитная система стрелки амперметра отреагируют на сколь угодно малое изменение измеряемого параметра, а чтение и преобразование результата измерения производится нашим глазом со шкалы прибора. Т.е. соотнесение уровня ртути или положения стрелки с рисками на шкале - есть наименее точное место аналогового измерителя.
Т.е. градусник с сотками на шкале покажет и десятитысячные градуса, да только мы их не различим.
Посему разрешением аналогового измерителя считается именно половина цены деления его шкалы. А более высокое разрешение достигается сужением диапазона измеряемой величины и/или увеличением размера шкалы.

В цифровых приборах и шкала цифровая, легко масштабируемая, её разрешение увеличивается на порядок простым добавлением одного разряда индикатора (в аналоговом приборе пришлось бы на порядок увеличить размер шкалы). А само преобразование в цифровом измерителе производится аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и уже его разрешение в первую очередь определяет разрешение всего прибора.
Вот DS18B20 имеет минимальное разрешение 0,0625°C, потому что его АЦП может максимум 12бит, т.е. 4096 отсчетов на весь входной диапазон. Это значит, что изменение на 0,06°C термометр может и не заметить. И нет никакой разницы сколько разрядов после запятой на прикрученной к нему шкале.
pt1000 - датчик аналоговый, но ТРМ-то цифровой. Т.е и в нём есть АЦП и дискретность. Паспортное разрешение ТРМки для pt1000 - 0,1°C, т.е. гарантированно будет замечено изменение в 0,1°C.
И пох сколько разрядов на шкале!
При этом, конечно, в цифровых измерителях применяются разного рода алгоритмы обработки многократных измерений для повышения точности, но это не наш случай, думаю.

Это всё только о разрешении, безотносительно к точности.

Точность - это максимальное отклонение показаний от истинного значения. Т.е. для конкретного экземпляра это отклонение может быть равно не 0,15, а 0,0001. В принципе, учитывая линейную характеристику платиновых термосопротивлений и их хорошую стабильность, легко можно добиться довольно высокой точности показаний, измерив и скомпенсировав погрешность конкретного экземпляра, но один хрен упрёмся в разрешение АЦП (для ТРМ - 0,1°C)!
Для DS18B20, кстати, тоже есть метод компенсации нелинейности погрешности для конкретного экземпляра. Точность повышается до ±0,1°C. Описан в "Application Note 208 Curve Fitting the Error of a Bandgap-Based Digital Temperature Sensor" на сайте производителя.

pt - хорошие датчики, стабильные, дрейф показаний очень мал. Потому показания повторяются. Чего не скажешь о DS18B20.
И когда я говорил о "29,8 или 30,2" - я имел ввиду, как раз точность показаний в таблице. Там ведь термометры предварительно не калибровались, насколько понял?
Имея градусники с градацией в сотку, кстати, можно воочию увидеть/измерить разрешение ТРМки. Медленно охлаждать/нагревать среду и смотреть с каким шагом (в сотках) будет прыгать температура на шкале ТРМки.

При разрешении 0,1°C меньшая поправка бессмысленна.

Ага! 
Это ведь твои слова:

Чтобы не ломать копья попусту, просто вот такой эксперимент проведи:

Тогда будет видно реальное разрешение связки ТРМ+pt1000.

Там кроме "медленно" ещё написано "смотреть с каким шагом (в сотках) будет прыгать температура на шкале ТРМки". Другими словами, сколько и какие числа отобразит ТРМ1 пока ртуть в тестовом градуснике пройдёт от, скажем, 70°C до, скажем, 71°C.

ТРМ1 у меня нет, но их паспорту я верю. А из паспорта следует, что ТРМ1 не покажет тебе изменение температуры на сотые градуса. Только на десятые. Независимо от того, сколько разрядов после запятой на шкале.

Ну, понятно. Что тут скажешь? 
Поздравляю! Вас обманули! Вам дали гораздо лучший мех!   
Ну, т.е. гораздо более классный прибор. Скачущие цифирки в разряде соток можно было объяснить шумом младших разрядов АЦП, работой фильтров, шуткой программистов этого "Овна", в конце концов, но уж коли те цифирки начинают пляску, когда на градуснике ртуть касается черточки, то...имеем высокоточный лабораторный термометр по цене простенького промышленного контроллера.
Есть смысл сдвинуть запятую ещё на разряд, и скомпенсировать в ТРМке pt1000 на -70°C, чтобы, например, 71,234°C отображалось на шкале как (7)1,234(°C). Тогда в диапазоне отбора сможем наблюдать тысячные градуса! Ну а кто знает, может производители Вам и тысячные завернули, сами того не ведая.   

В любом случае надо закругляться. Ничего полезного уже не будет.

Андрей6319, без эталонного ртутного рядом эти бегущие сотки ни о чем не говорят.
Но красивое, чо уж. 

Может потестировать это ваш Овен в интересном нам диапазоне, раз уж он есть и есть ртутные термометры с десятками и сотками на шкале? Он ведь может и ТЭНом управлять и бесплатное ПО на один контроллер у него есть.
И сделать отдельную тему, а?