Calibración de un sensor de temperatura electrónico basado en el consumo de energía

Estoy trabajando con un registrador de temperatura electrónico que se ve afectado por el calor generado internamente.

¿Cómo se llega a una ecuación de calibración para calcular una lectura más precisa de la temperatura ambiente en función de lo que lee el sensor de temperatura, teniendo en cuenta su propio consumo de energía?

detalles:

Después de algunas horas y en equilibrio, el sensor reporta valores que en realidad son 1 grado Celsius más altos que la temperatura ambiente de la habitación (22C) medida por un dispositivo calibrado. El sensor tiene una precisión de 0,1 grados C al informar la temperatura del propio dispositivo (que, debido al calor generado por la electrónica, se ha calentado)

El dispositivo consume ~0,1 vatios de potencia, pesa alrededor de 200 gy tiene una capacidad calorífica específica promedio de 1,0 j/g (mezcla ponderada de vidrio, abs, fr-4, cobre). Las dimensiones son 1"x 3"x 4".

Lo que tengo hasta ahora es este cálculo de calentamiento: 200g * 1c * 1.0j/g / 0.1w / 60s = ~33 minutos para calentar 1 grado.

Supongo que lo que necesitamos es averiguar el valor del sensor: calor generado + calor disipado para llegar a la temperatura real. ¿Cuál requerirá medir el K en la ley de newton? ¿y que?

Realmente apreciaría su ayuda aquí.

¿Está seguro de que el calor de operación no está afectando el entorno inmediato en ese grado? La simulación sugiere que si algunos de los paquetes de sensores que instalamos en el detector lejano Double Chooz se dejaran funcionando todo el tiempo, podrían afectar el entorno inmediato a ese nivel. (Por supuesto, eso es en un entorno muy estático y en paquetes que combinan varios instrumentos). En consecuencia, solo encendemos las partes de las placas que consumen más energía durante unos segundos cada cinco minutos más o menos.
Me propongo medir la temperatura ambiente a unos pocos centímetros del dispositivo. sabiendo la tasa de generación de calor (medida y calculada) y midiendo la tasa de enfriamiento del dispositivo muerto, me gustaría poder inferir cuál era la temperatura ambiente si el sensor informa una T determinada.

Respuestas (1)

Por lo general, intentaría medir en lugar de calcular el efecto.

Tal vez al tener un segundo dispositivo calibrado con una sonda larga que proporcione una medición independiente de la temperatura. Haga esto in situ si es posible o en algún banco de pruebas razonable (que podría ser tan simple como un enfriador desechable lleno de su fluido de trabajo).

La única alternativa real es leer la hoja de datos; ya sea para todo el dispositivo (si es un instrumento comercial), o para el chip en particular (si es algo que fabricó según las especificaciones).

Como una posición alternativa desesperada, es posible que pueda encontrar una regla general para los dispositivos de la misma clase, pero es poco probable que estén tabulados centralmente. Preguntar es mi mejor sugerencia.

Hubiera sido bueno poder calcular incluso una calibración aproximada. En teoría, es solo jules-in menos jules-disipated. Simplemente no puedo calcular la parte disipada por Jules :) Espero que la ruta de medición permanezca consistente dado que cualquier anomalía (por ejemplo, viento) que afecte los datos medidos, también afectará la estimación calculada.
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