Termometry cyfrowe

[a_priv]

Widzę, że nadal nie rozróżniasz rozdzielczości i klasy dokładności.........

Rozróżniam, rozróżniam... co Ci daje rozdzielczość 0,1°C (na wyświetlaczu) skoro każdy pomiar jest np. o rząd wielkości (10 razy) bardziej "niepewny" od rozdzielczości?

pzdr

PS. właśnie dostałem przesyłkę od NORDA z układem DWUPUNKTOWYM i bawię się tym termometrem (2 czujniki DS18b20). I jest tak jak tu czarno prorokowałem. Końcówki umieszczone razem (to samo środowisko, czas wystarczający do ustalenia się temperatury),a mimo to różnica wskazań w zakresie pracy 20°C do 40°C w obu kanałach jest płynna i wynosi od 1.0°C do 0,1°C - i co mi z tej rozdzielczości (0,1°C), jak nie wiem który z nich pokazuje temperaturę bliższą prawdy?

[Citizen Kane]

co Ci daje rozdzielczość 0,1°C (na wyświetlaczu) skoro każdy pomiar jest np. o rząd wielkości (10 razy) bardziej "niepewny" od rozdzielczości?

Daje mi to, iż jestem pewien, że dwie zmierzone wartości różnią się od siebie o 0,1°C. I toleruję to, że wskazanie odbiega o np. 0,2°C od stanu faktycznego. Wiem, że wzrosło / spadło o 0,1°C.

Poniższa grafika powstała kiedy sprawdzałem swoje DS-y. Jak widzisz, po ustaleniu temperatury różnica wynosi 0,06 setnych °C!

[a_priv]

Daje mi to, iż jestem pewien, że dwie zmierzone wartości różnią się od siebie o 0,1°........

W tym momencie nie mogę (mimo całej sympatii) zgodzić się z Tobą. Ja uważam, że na tej podstawie Możesz powiedzieć tylko tyle, że oba wskazania (czy to jest wyświetlacz, ekran laptopa, czy inna forma wskazań to bez znaczenia) róznią się od siebie o 0,1°C.
A jak to się może mieć do rzeczywistości?
Jeśli wskazanie wynosi 24,5°C to tak naprawdę pewność Masz, że rzeczywista temperatura zawiera się pomiędzy 24,0°C a 25°C. W związku z tym wprowadzanie kolejnych cyfr po przecinku nic nowego do dokładności pomiaru nie wnosi poza stwarzaniem pozoru dokładniejszego pomiaru.
Podkreślam fakt, że rodzaj wyświetlacza jest nieistotny, bo wyświetlacz (laptop) nie wnosi do pomiaru żadnej wartości merytorycznej, a tylko cyfrowo obrabia to co "dostał" z czujnika.

Jeśli producent określił klasę dokładności czujnika, to musiał to zrobić poprzez jakieś porównania wskazań otrzymanych z takiego czujnika z jakimś wzorcem (o dużo lepszej klasie pomiarowej).

To trochę tak jakby twierdzić, że kiepską linijką (gdzie np kreski milimetrowe są naniesione nierównomiernie) można by dokonać dokładniejszego pomiaru stosując lupę do odczytu. Widzisz, że tak się nie da. To samo jest z temperaturą, tylko jest to inna wielkość fizyczna.

[Citizen Kane]

Daje mi to, iż jestem pewien, że dwie zmierzone wartości różnią się od siebie o 0,1°........

Ja uważam, że na tej podstawie Możesz powiedzieć tylko tyle, że oba wskazania róznią się od siebie o 0,1°C.

Coś nie trybię, piszesz o tym samym i jednocześnie zaprzeczasz

A ty dalej swoje z dokładnością pomiaru... Napisałem, że godzę się na błąd pomiaru określony przez producenta i jestem jego świadom. Doskonale zdaje sobie sprawę z tego, że właściwa wartość temperatury będzie leżeć gdzieś pomiędzy 24 a 25°C. Co mi da zwiększenie ilości cyfr po przecinku, ano da mi większą dokładność, ale nie pomiaru faktycznego, a różnicy jaka wystąpiła między tymi dwoma pomiarami. A różnica ta jest wynikiem bardzo dobrej rozdzielczości czujnika, nie jego klasy dokładności.

Nie jestem fachowcem w tej dziedzinie i już brakuje mi argumentów jak cię przekonać. Może trzeba poczekać na wypowiedź kogoś bardziej zaawansowanego w tym temacie. Mogę podesłać ci pdf'a i arkusz Exela z kalibracją DS-ów. Ja przy tej lekturze wymiękam (dodam, że jest po angielsku).

[flesz103]

Witam. Przyglądam się waszej polemice i muszę stanąć po stronie CK.
A_priv - podałeś przykład z alkoholomierzem. Zakładamy że masz dwa. Jeden za 5 zeta - drugi za 150 zł. Ten pierwszy ma błąd 1%. drugi 0.1%. Masz określić zaw. alk. w roztworze. Pierwszy wskaże 49,7%, drugi np. 50%. Bardziej prawdopodobny jest wynik z drugiego. W niektórych przypadkach jest to ważne i warto dać 145 pln więcej żeby mieć pewność. To jest dokładność pomiaru.
Teraz drugi przykład. Masz jakiś roztwór i musisz podnieść jego stężenie o 10%.
Załóżmy że pierwszy (mniej dokładny) jest skalowany co 0.1%, drugi co 1%.
Ten mniej dokładny wskazuje 42,4%, a ten super dokładny wskazuje 43%. Dzięki pierwszemu jesteś w stanie precyzyjnie podnieść stężenie o 10% do 52,4%. Za pomocą drugiego podniesiesz do 53%, ale nie jesteś w stanie (ze względu na małą rozdzielczość) stwierdzić czy jest to 53% czy 53,1% a może 52,9%.
Cały czas zakładamy że obydwa mają liniową charakterystykę.

I jescze jedno. To co próbuje wytłumaczyć CK.
Chodzi o wyłapanie zmiany tmperatury. Wyolbrzymiając. Mam termometr z liniową charakterystyką (a DS-y ją mają) z błędem 40%. Zaczyna kapać - na term. mam 43,5 st. C.
Temp. ustabilizowała się, czekam, cały czas kapie. Nagle temp. zaczyna rosnąć. Czas oddzielić pogony. Temp. dochodzi do 45,5 st.C - wyłączam aparaturę. I wszystko przebiega prawidłowo, mimo że ani przez chwilę nie wiedziałem jaka jest rzeczywista temperatura.

[a_priv]

CK - widzę.
To jest tak jeśli rzeczywista temp. zawiera się pomiędzy 24°C a 25°C, a Ty masz odczyt
np. 24,56°C to tak naprawdę ważność 0,56°C w tym wskazaniu jest żadna, a te nieszczęsne 0,06°C nie wnosi żadnej nowej jakości do pomiaru - jest nieistotne.

To analogicznie, jak np. chciałbyś obliczyć pole okręgu o promieniu 1m z dokładnością do 0,01m². W tym przypadku istotne znaczenie dla Twojego obliczenia mają tylko 2 (3) cyfry po przecinku liczby Π. Dalsze dodawanie tych cyfr nie zmieni Twojego obliczenia. 4,5 6,..i dalsze cyfry po przecinku nie mają potrzebnego ciężaru gatunkowego w tym obliczeniu.

To samo tutaj. Rozdzielczość czujnika to jego zdolność do reakcji na najmniejszy gradient temperatury (np. 0,1°C) , ale przy klasie czujnika +/-0,5°C daje to +/- 500%, a gdyby rozdzielczość była 0,01°C, to przy klasie +/-0,5 daje to +/- 5000%. Innymi słowy: co Ci z odczytu np: 24,46°C jeśli Wiesz, że te nieszczęsne 0,06°C może być obarczone błędem (5000/6)%?

[a_priv]

.......Cały czas zakładamy że obydwa mają liniową charakterystykę.

Nie możesz w przypadku czujników temp. zrobić takiego założenia, bo fakt różnych dokładności w różnych zakresach temperatur pkazuje właśnie nieliniowość.
Zresztą sama charakterystyka (jej liniowość) nie musi być istotna, wystarczy tylko określić jej algorytm(np. poprzez serię pomiarów z odpowiednim rastrem - rozdzielczością.

Wyobraź sobie że masz stałą temperaturę , np. 20°C.

Robisz sreię pomiarów i możesz otrzymać: 19,5°C; 19,6°C; 20,5°C; 20,2°C; 20.0°C i t.d
I tylko tego możesz być pewien, a wprowadzenie następnej cyfry po przecinku nic nowego do pomiarów nie wniesie, ponieważ jest ona nieistotna (przypadkowa).
pzdr

[Citizen Kane]

Ty masz odczyt np. 24,56°C to tak naprawdę ważność 0,56°C w tym wskazaniu jest żadna, a te nieszczęsne 0,06°C nie wnosi żadnej nowej jakości do pomiaru - jest nieistotne.

No jasne, że nie wnosi i ja wcale temu nie zaprzeczam i nie zaprzeczałem. Nie możemy dojść do porozumienia, ponieważ ty ciągle piszesz o jednym pomiarze, a ja o różnicy pomiarów. Co się dzieje jeżeli zmierzę jedną temperaturę i otrzymam wynik 24,56°C i drugą z wynikiem 24,62°C. Ano dzieje się to, że wysoka rozdzielczość termometru pozwala mi na stwierdzenie, że te dwie temperatury różnią się o 0,06°C i o to mi właśnie chodzi. Konkretny DS ma w danych warunkach temperaturowych zawsze ten sam błąd. Załóżmy, że mierzyszy dziś faktyczną temperaturę +50°C i układ pokaże ci +50,2°C. Jutro wykonując pomiar wynik dla tej pięćdziesiątki będzie taki sam. Nie otrzymasz +48,8°C jak mogłaby sugerować dokładność czujnika w tym zakresie temperaturowym. Oczywiście nie są to moje doświadczenia, bo niemożliwe jest to do zrealizowania w domu. Są to wnioski oparte o lekturę znalezioną na www.

[a_priv]

............. Wyolbrzymiając. Mam termometr z liniową charakterystyką (a DS-y ją mają) z błędem 40%. Zaczyna kapać - na term. mam 43,5 st. C.
Temp. ustabilizowała się, czekam, cały czas kapie. Nagle temp. zaczyna rosnąć. Czas oddzielić pogony. Temp. dochodzi do 45,5 st.C ...........

Tu jest właśnie ten drobny niuans.
Ja bym to określił tak: zaczyna kapać mam wskazanie 43,5°C. Wskazanie temperatury ustabilizowało się, czekam, cały czas kapie. Nagle wskazanie temp. zaczyna rosnąć. Czas oddzielić pogony. Wskazanie temp. dochodzi do 45,5°C......
To dodane słowo wskazanie, a nie temperatura w moim przekonaniu zmienia sens. Bo tak naprawdę to co wiemy o temperaturze? Że jej pomiar może być obarczony błędem +/-0,5°C - czyli zmiana wskazania o mniej niż 0,5°C może w praktyce oznaczać że temperatura wcale się nie zmieniła, a tylko zmieniło się wskazanie.

Zwróć uwagę na używane przeze mnie słowa "może" to nie znaczy, że tak być musi, ale właśnie moje zabawy z parą takich czujników i termometrem cyfrowym dokładnie to potwierdzają.

pzdr

[a_priv]

CK

Co się dzieje jeżeli zmierzę jedną temperaturę i otrzymam wynik 24,56°C i drugą z wynikiem 24,62°C. Ano dzieje się to, że wysoka rozdzielczość termometru pozwala mi na stwierdzenie, że te dwie temperatury różnią się o 0,06°C.....

Ja bym to określił troszeczkę inaczej. Oznacza to tylko tyle, że wskazania różnią się o 0,06°C, a o temperaturach nie mogę powiedzieć nic ponadto, że zawierają się w granicach od 24,02°C do 25,02°C - pierwsza i od 24,12°C do 25,12°C - druga.
Z tego wynika, że temperatura równie dobrze może rosnąć, maleć albo być stała - to nieszczęsne 0,01°C (nie ma tu istotnej wagi).

pzdr

PS: oczywiście zakładamy że dokładność czujnika w tym zakresie temp. jest stała i wynosi +/-0.5°C

[a_priv]

CK - cały czas mam włączony ten mój nowy termometr NET 005.
Ma dwa czujniki i przełączany wyświetlacz. Rozdzielczośc podana przez producenta to 0,1 °C, a dokładoność w aktualnym zakresie pomiarowym to +/- 0,5°C.
Oba czujniki leżą razem i powinny wskazywać to samo. Niestety tak nie jest.
Różnica wskazań jest od 1°C (krótko po włączeniu) do 0,1°C . Różnica nie jest stała tylko ustawicznie się zmienia: raz jest 0,1°C, później 0,3°C, było przez pewien czas zarówno 0,6°C jak też i 0,1°C. I tak to jest w praktyce.

pzdr

[Citizen Kane]

Bo tak naprawdę to co wiemy o temperaturze? Że jej pomiar może być obarczony błędem +/-0,5°C - czyli zmiana wskazania o mniej niż 0,5°C może w praktyce oznaczać że temperatura wcale się nie zmieniła, a tylko zmieniło się wskazanie.

Tak - wiemy, że pomiar obarczony jest błędem. Nie - zmiana wskazania o 0,5°C w praktyce oznacza, że temperatura zwiększyła się o 0,5°C.

[Citizen Kane]

Oba czujniki leżą razem i powinny wskazywać to samo.

Nie, mylisz się. Teraz nie bierzesz pod uwagę dokładności pomiaru konkretnego egzemplarza czujki. Sam piszesz, że producent daje +/- 0,5°C, więc w najbardziej niekorzystnych warunkach różnica wskazań wyniesie 1°C (jedna oszukuje 0,5 w górę, druga 0,5 w dół).

Różnica nie jest stała tylko ustawicznie się zmienia: raz jest 0,1°C, później 0,3°C, było przez pewien czas zarówno 0,6°C jak też i 0,1°C.

Wynika to z bardzo dużej rozdzielczości DS-a. Powtórzę część postu z forum Alarmusa:

Te układy są tak czułe, że porównywanie z termometrem wzorcowym musi się obywać w ośrodku o dużej przewodnosci cieplej aby na małej odległości nie było różnicy temperatur, bo w powietrzu to byle dmuchnięcie zakłamie pomiar tak że kalibracja nie zwiększy dokładności. Dlatego najlepiej by było aby to zrobić w specjalnej komorze cieplnej gdzie błąd pomiaru jest mniejszy niż 0.05°C.

Czytałem też gdzieś, że w pokoju na bardzo niewielkiej odległości temperatura może się różnić o 0,3°C. Z mojej strony EOT na dzisiaj.

[a_priv]

CK - Spójrz na to zagadnienie w ten sposób:
Temperatura, jako wielkośc fizyczna jest wielkością analogową, a nie cyfową.
Sam element pomiarowy w czujniku też musi być analogowy, ale jest włączony do jakiegoś wewnętrznego przetwornika A/C.
I teraz zobrazuj sobie te dwa paramatry: dokładność pomiaru i rozdzielczość.
Dokładność pomiaru jest związana z czujnikiem (jego analogową częścią) i wynosi
np. +/-0.5°C - ma zasadniczy wpływ na wiarygodność danych;
Rozdzielczość jest związana z częścią cyfrową i oznacza ilość bitów w słowie określającym temperaturę (po przekształceniu wartości analogowych na cyfrowe) . Innymi słowy jest to tylko dokładność przekształcenia już zmierzonej wartości na sygnał cyfrowy - i widać, że to przekształcenie nie wnosi błędów istotnych dla tego pomiaru (jego dokładność jest 10 x większa od dokł. pomiaru - bo +/-0,5°C to w wartości bezwzględnej 1°C).

pzdr

PS: to trochę tak jak by w układzie były 2 rozdzielczości: 1- części analogowej; 2- części cyfrowej. Tylko, że cały układ jest na tyle dobry, na ile dobry jest jego najsłabszy element.

[flesz103]

A_priv - i właśnie chodzi o to WSKAZANIE na wyświetlaczu. W tym konkretnym przypadku właściwa temperatura jest nieistotna, aczkolwiek wskazana, przynajmniej w fazie testów początkowych przy uruchamianiu kolumny. Faktycznie użyłem "skrótu myślowego" (popularny ostatnio zwrot) - "mamy temperaturę". Chodziło mi właśnie o to co mamy na wyświetlaczu. Jakaś cyfra początkowa, przy której zaczyna kapać i druga , powiedzmy 3 st. wyższa, przy której kończymy pracę.
Tak jak pisałem wcześniej ważna jest zmiana wskazania. Od - do. Nawet jeśli mamy termometr za 500 pln z dokładnością n- miejsc po przecinku, to i tak tego nie wykorzystamy. Układ "kolumna destylacyjna" stojący w garażu generuje tyle zmiennych, iż próby b. precyzyjnego pomiaru (i wyciągnięcie właściwych wniosków) i tak spełzną na niczym.
Ja osobiście wybrałem termometr na DS-ach ze względu na wygodę obsługi (brak kalibracji), możliwość dodania bajerów typu buzer, drugi wyświetlacz itp.
Jeśli chodzi o liniowość charakterystyki, to nawet te na diodach da się skalibrować dość dokładnie (w b. wąskim zakresie można doprowadzić do liniowości). Wiem bo to przerabiałem. Jako wzorcowy miałem term. rtęciowy meteo z atestem o dokładności 0,2 st.C. Syzyfowa praca, ale do zrobienia. I założę się, że taki term. spełnił by swoje zadanie w 100% mimo fatalnej dokładności.
Jak widzę, dyskusja zaczyna przybierać właściwości wykładu na politechnice. Może wypowiedział by się w tej materii jakiś fachowiec - praktyk np. z zakresu chłodnictwa. Na pewno tacy też czytają to forum.
Pozdrawiam - flesz103