Referans Direnç Board Sıcaklığından nasıl izole edilir?

[elektroboard]

Arkadaşlar merhaba,

Üzerinde çalıştığım bir projede, hassas analog ölçümler için düşük ppm ve düşük toleranslı bir referans direnç kullanıyorum. Ancak bu direncin, hem PCB yüzeyindeki bileşenlerden (MCU, regülatör vb.) yayılan ısıdan hem de cihazın içinde bulunacağı kapalı (IP67) kutunun iç ortam sıcaklığından minimum düzeyde etkilenmesini sağlamam gerekiyor. Aksi takdirde termal sürüklenme (thermal drift) nedeniyle ölçüm doğruluğu bozuluyor.

Termal iletimi azaltmak adına ilk aşamada SMT olan direnci THL (bacaklı) tip bir dirençle değiştirdim ve gövdesini PCB yüzeyinden birkaç milimetre yukarıda kalacak şekilde (havada asılı olarak) lehimledim.

Bu direnci çevresel sıcaklık dalgalanmalarından daha da soyutlamak için yöntemler arıyorum. Araştırmalarım esnasında DOWSIL 3145 (korozyonsuz, elektronik sınıfı nötr RTV) silikonuyla karşılaştım. Bu malzeme ile direncin etrafında yalıtkan bir koza/kapsül oluşturursam kararlılığı artırabileceğimi düşünüyorum. Ancak ürünün güncel fiyatının 6.000 TL civarında olması, "ya işe yaramazsa" ihtimaline karşı beni biraz düşündürüyor.

• Bu ya da benzeri bir elektronik sınıfı silikonu termal yalıtım/sönümleme amacıyla kullanan ve verim alan var mı?
• DOWSIL 3145 yerine sahada deneyip memnun kaldığınız, daha f/p oranı yüksek korozyonsuz (neutral cure) bir muadil önerebilir misiniz?
• Bordu bu aşamada yeniden üretemediğimi (tasarım değişikliği yapamadığımı) göz önüne alırsanız, bu termal izolasyonu artırmak için başka ne tür yapısal taktikler önerirsiniz?

Şimdiden değerli tecrübeleriniz ve yanıtlarınız için çok teşekkür ederim.

 

[ckocagil]

İzolasyon işi çok aklıma yatmadı. Kısa süreli drift olmasın diye termal kapasite ekleyip izole ettik diyelim (RC filtre ) bu sefer saniyeler/dakikalar içinde değil ama saatler/günler içinde yine kayacak. Sadece zamana yaymış olduk.

 

[Mikro Step]

Xtallerde yapildigi gibi direnc, mini firin icine konup sicakligi sabitlenebilir.

 

[elektroboard]

Xtallerde yapildigi gibi direnc, mini firin icine konup sicakligi sabitlenebilir.

Bu tam olarak nasil yapılıyor?

 

[fide]

Bu linkte Marco Reps kanalının 8.5 digit CERN açık kaynak DMM projesi var. Projenin bir yerinde alüminyum housing içinde peltier ve sıcaklık ölçümü ile military Grade dirençleri kalibrede tutuyor. Sanırım aradığınız bu.

 

[Kalıcı Değer]

Bu linkte Marco Reps kanalının 8.5 digit CERN açık kaynak DMM projesi var. Projenin bir yerinde alüminyum housing içinde peltier ve sıcaklık ölçümü ile military Grade dirençleri kalibrede tutuyor. Sanırım aradığınız bu.

US5369245A - Method and apparatus for conditioning an electronic component having a characteristic subject to variation with temperature - Google Patents

An electronic component is conditioned to remove distortion in a temperature response characteristic due to a temperature hysteresis effect, by subjecting the component to a controlled temperature variation prior to operation of the component at a given temperature. A circuit is disclosed...

patents.google.com

 

[triyak]

Crystal Oven Testing

swharden.com

Crystal Ovens

Crystal Ovens

www.qsl.net

 

[elektroboard]

Crystal Oven Testing

swharden.com

Crystal Ovens

Crystal Ovens

www.qsl.net

İlginç bir yöntem. Benim işime yarar mı uygulayabilirsem test edeceğim. ama güzel fikir.

 

[ckocagil]

Aktif ısıma ile sabit sıcaklıkta tutmaya karar verirseniz, sizin uygulamanızda sıcaklık farkına bağlı termokupl efektleri ölçümünüzü ne kadar etkiler onu da hesaplamanız gerekir. Veya akımı sürekli aç-kapa yaparak bu efekti ölçüp çıkarma işlemi yapmalısınız. Her halükarda PCByi biraz değiştirmeniz veya havadan ısıtma akımı için VCC kablosu çekmeniz gerekecek.

Dirence bir termistör epoksi yapıştırıp, sıcaklığı ölçüp dijital olarak kompanse etmeyi deneyebilirsiniz. Her cihaz için ayrı kalibrasyon gerekecek.

Veya bu kadar çaba yerine belki de daha pahalı dirençlerle istediğiniz sonucu alabilirsiniz.

Proje ile ilgili bilgi verebiliyor musunuz?

 

[elektroboard]

Aktif ısıma ile sabit sıcaklıkta tutmaya karar verirseniz, sizin uygulamanızda sıcaklık farkına bağlı termokupl efektleri ölçümünüzü ne kadar etkiler onu da hesaplamanız gerekir. Veya akımı sürekli aç-kapa yaparak bu efekti ölçüp çıkarma işlemi yapmalısınız. Her halükarda PCByi biraz değiştirmeniz veya havadan ısıtma akımı için VCC kablosu çekmeniz gerekecek.

Dirence bir termistör epoksi yapıştırıp, sıcaklığı ölçüp dijital olarak kompanse etmeyi deneyebilirsiniz. Her cihaz için ayrı kalibrasyon gerekecek.

Veya bu kadar çaba yerine belki de daha pahalı dirençlerle istediğiniz sonucu alabilirsiniz.

Proje ile ilgili bilgi verebiliyor musunuz?

Tabiki . Ürün pt100 ile sıcaklık ölçümü. Max31865 kullanıyorum. Ürün dış mekanda sıcaklık ölçeceği için sensör kısmı hariç diğer tüm bord sızdırmaz bir kutu içinde kalacak.

 

[ckocagil]

Peki direnciniz kaç ppm? Dirençteki her 1 santigrat değişim başına ölçümünüz kaç santigrat sapacak, hesapladınız mı?

 

[deleted]

Hangi referans koşul ve amaç: kısa doğruluklı örnek hesaplama ve PT100/IEC-ITS-90 katsayılarıyla ikinci dereceden model vereceğim.

1)​

Varsayımlar:

• R0 = 100 Ω @ T0 = 0 °C (PT100)
• α = 0.00392 °C⁻¹

Formül:R(T) = R0 · [1 + α · (T − T0)]

Örnek: T = 100 °CR(100) = 100 · [1 + 0.00392·(100 − 0)] = 100 · (1 + 0.392) = 139.2 Ω

2)​

IEC/ITS-90 altında PT100 için yaygın kullanılan polinom (0 °C referanslı):R(T) = R0 · [1 + A·T + B·T^2 + C·(T − 100)·T^3] (C yalnızca T < 0 için kullanılır; T ≥ 0 için C terimi ihmal edilir)

Standart katsayılar (IEC 751 / ITS-90 için, R0 = 100 Ω @ 0 °C):

• A = 3.9083×10^−3 °C^−1
• B = −5.775×10^−7 °C^−2
• C = −4.183×10^−12 °C^−4 (yalnızca T < 0 için)

T ≥ 0 °C için pratik formül:R(T) = 100 · [1 + A·T + B·T^2]

Örnek: T = 100 °CR(100) = 100 · [1 + 3.9083e-3·100 + (−5.775e-7)·100^2]= 100 · [1 + 0.39083 − 0.005775] = 100 · 1.385055 = 138.5055 Ω

Ben birinci eşitliği kullanıyordum hep.
Yapay zekaya sordum geniş aralık için farklı eşitlik kullanılıyormuş.

 

[elektroboard]

Peki direnciniz kaç ppm? Dirençteki her 1 santigrat değişim başına ölçümünüz kaç santigrat sapacak, hesapladınız mı?

5ppm lik direnç kullaniyorum.

 

[elektroboard]

Hangi referans koşul ve amaç: kısa doğruluklı örnek hesaplama ve PT100/IEC-ITS-90 katsayılarıyla ikinci dereceden model vereceğim.

1)​

Varsayımlar:

• R0 = 100 Ω @ T0 = 0 °C (PT100)
• α = 0.00392 °C⁻¹

Formül:R(T) = R0 · [1 + α · (T − T0)]

Örnek: T = 100 °CR(100) = 100 · [1 + 0.00392·(100 − 0)] = 100 · (1 + 0.392) = 139.2 Ω

2)​

IEC/ITS-90 altında PT100 için yaygın kullanılan polinom (0 °C referanslı):R(T) = R0 · [1 + A·T + B·T^2 + C·(T − 100)·T^3] (C yalnızca T < 0 için kullanılır; T ≥ 0 için C terimi ihmal edilir)

Standart katsayılar (IEC 751 / ITS-90 için, R0 = 100 Ω @ 0 °C):

• A = 3.9083×10^−3 °C^−1
• B = −5.775×10^−7 °C^−2
• C = −4.183×10^−12 °C^−4 (yalnızca T < 0 için)

T ≥ 0 °C için pratik formül:R(T) = 100 · [1 + A·T + B·T^2]

Örnek: T = 100 °CR(100) = 100 · [1 + 3.9083e-3·100 + (−5.775e-7)·100^2]= 100 · [1 + 0.39083 − 0.005775] = 100 · 1.385055 = 138.5055 Ω

Ben birinci eşitliği kullanıyordum hep.
Yapay zekaya sordum geniş aralık için farklı eşitlik kullanılıyormuş.

Evet benzer formül kullanıyorum

 

[ckocagil]

5ppm lik direnç kullaniyorum.

Direnç değişimi: 5 ppm/C_kutu
100 ohm desek: 5x10^-4 ohm/C_kutu
PT100 eğrisini doğrusal kabul edelim. Eğim yaklaşık 0.35 ohm/C_ölçüm oluyor.
Sapma = 0.0014 C_ölçüm / C_kutu
Makul ısınmayı 50 derece kabul edelim. Bu durumda ölçümümüz 0.07 C sapacak.

Soru: bu sapma kabul edilebilir mi? PT100 en üst sınıf doğrulukta bile olsa bu sapma düşük kalıyor.
Class A PT100 doğruluğu: 0.15 + 0.002 x sıcaklık (bundan daha iyi doğruluk sınıfları var ama yaygın değil)