To calibrate K-tpye thermometer, I use DMM, a reference table, few resistor and some basic knowledge of electronics & math


通常自己做好的小工具, 都需要理解或至少了解其可用性, 或者可信度, 因為不是賣錢的, 也就沒有必要花錢請專業的實驗室校正, 不過還是需要知道, 到底誤差多少, 心裡有個底, 有問題也容易分析

其實專業的實驗室校正也就是用相同的原理, 器材用比較昂貴, 比較準確的而已, 算一下 UNCERTAINTY, 出一張證書給你.

雖然沒做過實驗室工作, 也不知道這樣的 DIY 方法可以有多準確, 但是就學術原理和結果看來, 要得到5度C以內的可信度, 不是不可能的.

俺用的器材,

DMM, HILA DM-865, 3-1/2位, 買了3年出廠後沒有校正過, 曾經電阻檔量了一下12V車電池燒過, 自己換了兩顆 1N4007 SMD DIODE, DCV  ±(0.8%+5dgts), 出廠規格說的. http://www.hila.com.tw/T/body.php?web=14&PNo=2008040002

K-TYPE 溫度表, 人家校正過的, 有多準不知道, 參考用, 另外一個 DIY 的溫度記錄器, 要看看的

隨便買到的電阻, (10 OHM, 20 OHM, 30 OHM, +/-1%) (10K +/- 5%), 一個 10K 25轉的 VR, 溫度系數都不知道.

隨便拿的 1.5V 電池兩顆

K-type Thermocouple 的熱電勢對照表, 參考 ITS-90, 原理或資料參考以下兩個網頁

http://srdata.nist.gov/its90/download/type_k.tab

http://www.msm.cam.ac.uk/utc/thermocouple/pages/ThermocouplesInGasTurbines.html

 

 

設計 –

基本的 VOLTAGE DIVIDER, 電阻分壓器, http://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider

線路圖, 計算表, 選值表, 分析表. 最後的問題, 為甚麼 K-TYPE EMF 表 和 分壓電壓的值對不起來 ? 明明 Vout 量得3mV, 應該表示60-70度左右, 為什麼溫度表出現97度呢, 除了俺的DMM量不准, 還有, Vout 3mV 尾數看不到或不準確, 其實需要再次看看熱電偶的測溫原理, 就會完全明白其中原委. 說了就值錢了, 看了就要慢慢想.

最後結論, DIY的溫度表, 沒有校正前, 和人家的溫度表讀值相差大該少過 1%, 看來 MAXIM 的IC設計真的很準確, 對於俺業餘差不多的5度C來說, 相當優異. 另外, DMM mV 段的讀值越小, 誤差越大, 因為電阻誤差同時在增加.

 

另外, 也同時觀察到, 雖然分壓比例的算式 為

Vout = Vin x R2 / (R1+R2)

因為 R1 >>> R2, 意思是 R1 比 R2 大很多很多倍, 例如1000或10000倍, 根據利民老師提供的觀念, 此情形底下

R1 + R2 大約就是等於 R1, R2 可以忽略, 看作 0

所以 上面的算式可以近似為

Vout = Vin x R2 / (R1 + 0 ) = Vin x R2 / R1

因此, 如果 R1 增加1倍, Vout 減半; 如果 Vin 倍增, Vout 也倍增

測量的結果, 也是觀察到這樣的情形, 原來, [差不多] 就是用在這樣的狀況底下, 適合簡潔地分析問題或結果, 找到其規律.

 

 

線路圖

nEO_IMG_DSCN5997.jpg

 

DIY 的溫度表讀值

nEO_IMG_DSCN5999.jpg

 

 

 

nEO_IMG_combination resistor value to obtian mV.jpg

 

 

nEO_IMG_sutible resistor value to obtain 10mV range

 

 

nEO_IMG_Vout vs resistance.jpg

nEO_IMG_Vout vs resistance.jpg

 

nEO_IMG_Vout measuremnt vs temperature.jpg

nEO_IMG_Vout measuremnt vs temperature.jpg

 

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