¿Debería este convertidor de termopar a digital compensado por unión fría (MAX31855) generar una temperatura precisa?

Actualmente estoy usando el convertidor de termopar a digital compensado con unión fría MAX31855 en un proyecto ( hoja de datos ). Usando SPI, puedo leer los comentarios de temperatura. Desde el punto de vista de la electrónica, todo parece funcionar bien e incluso puedo respirar en el termopar y la temperatura aumentará. Sin embargo, el problema que he notado es que las lecturas de temperatura no son muy precisas.

Mi configuración:ingrese la descripción de la imagen aquí

U1 es el MAX31855.

X2 es un enlace de encabezado hembra de dos pines

Usando este termopar tipo K ( enlace )

Este chip luego se comunica con un arduino a través de SPI.

Mi código relevante:

float SensorMAX31855::read(void)
{
  uint16_t temp;

  digitalWrite(PIN_SPI_CHAN0_MAIN, LOW);
  temp = SPI.transfer16(0x00);
  Serial.println("First two bytes:");
  Serial.println(temp);
  digitalWrite(PIN_SPI_CHAN0_MAIN, HIGH);

  temp &= MASK_MAX31855; // MASK_MAX31855 = 0hFFFC

  return (float)(temp * 0.0625);
}

Nota: Probablemente debería estar usando un entero con signo para la temperatura (según la hoja de datos), sin embargo, solo estoy tratando de hacer una validación en la que sé que mi temperatura debería ser positiva.

Problemas: en primer lugar, en el transcurso de 20 segundos, obtengo lecturas de temperatura que oscilan entre 12 °C y 18 °C sin siquiera tocar el dispositivo (supongo que las vibraciones pueden afectar la lectura). ¿Debería la lectura de la temperatura ser tan nerviosa? Mi conjetura es no.

En segundo lugar, la temperatura debería ser de 21 °C a temperatura ambiente. Sin embargo, todas mis lecturas parecen estar por debajo de este número. ¿Debería esperar una temperatura absoluta? ¿O necesito ajustar para una compensación?

Tercero, al leer la temperatura interna de referencia, resultó ser un valor de 26C. ¿Esto parece tibio dado que el dispositivo está a temperatura ambiente?

Posibles respuestas Es posible que haya introducido alguna mala unión durante el montaje físico. ¿Aterrizar un termopar tipo K en un cabezal hembra introduciría un error de compensación o una lectura ruidosa?

¿Es posible que se deba esperar este comportamiento? Me doy cuenta de que el termopar puede leer una amplia gama de temperaturas, sin embargo, todavía parece bastante ruidoso.

¡Cualquier pensamiento/idea sería apreciado!

¿Están acoplados térmicamente U1 y X2, por lo que X2 siempre tiene la misma temperatura que U1?
Ponga 10 nF en los terminales de entrada.

Respuestas (1)

Trabajé con un tipo que tenía un error de 8 grados C en su PCB de termopar tipo K. Su sensor de temperatura estaba en una esquina, bien lejos del conector tipo K; una MCU CALIENTE se sentó en el medio, pero bastante cerca del sensor de temperatura. Tenía el ADC cerca del tipo K. Pensamos y dibujamos diagramas de flujo de calor durante unos días; movimos el Tempsensor para que esté entre los dos pines (cobre ancho y grueso) de tipo K; instalamos un espacio térmico de 2 cm entre MCU y tipo-K/TempSensor; usamos muchas vías para acortar térmicamente las 3 capas de lámina GRND debajo del tipo K para crear regiones isotérmicas (alrededor de 50 vías, una cada centímetro); también cambió la MCU a una versión de bajo consumo. ¿Resultado? El siguiente paso de PCB fue un error de menos de 1 grado C. Habíamos desarrollado la comprensión de los pantalones cortos térmicos y los abiertos térmicos.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Su MAXIM IC necesita medir la temperatura del conector K. La lámina de cobre tiene una resistencia térmica de 70 grados centígrados por vatio, por cuadrado de lámina (cuadrado de cualquier tamaño). Un flujo de calor de 0,1 vatios provocará un error de 7 grados C.

Simplemente acercando la cara a la placa de circuito impreso, a la unión, al cabezal o al MAX, la "temperatura" cambiará. Nuestras cabezas descargan 100 vatios en el medio ambiente; en un área de 0,2 metros por 0,2 metros, o 20 por 20 cm (400 cm ^ 2), nuestra cara es 1/4 de vatio por centímetro cuadrado. Tu cara, tus manos o un soldador provocan errores.

¿Qué más hay alrededor que necesita descargar calor?

Hola, ¿puede proporcionar alguna cita de referencia a los 100W emitidos por una cabeza humana?