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温度センサーユニットを作る(2008/12/13頃)
Last update:2010/11/20   Build:2008/12/20



2010/11/20追加 温度センサーS8100Bがうまく使えた。下へジャンプ

データロガーで温度が計測できるようになって、今度はセンサーの違いに気づいた。
LM35DZとS8100Bの温度センサーで差がある。
そこで、温度センサー基盤を作り、センサーの差を測ってみようと言うことにした。

データロガーの入力は最大4チャンネル使えるので、センサーを比較できるようにした。

回路図兼配置図はこのようにした。

実物の写真です。
写真 上からの写真 斜め横からの写真
LM35DZを2ヶとS8100Bを1ヶ付けた。
チャンネル1:S8100Bセンサー出力を直接出力する
チャンネル2:1個目のLM35DZのセンサー出力を直接出力かオペアンプを通して増幅するか切り替え。
チャンネル3:2個目のLM35DZのセンサー出力をオペアンプを通して11倍に増幅して出力する
チャンネル4:2個目のLM35DZのセンサー出力を直接出力する

センサーは簡単に交換できるようにすべてソケット方式にした。

LM35DZは適切な値を示す。ただし、AD変換値が「1」違うと0.5度程度変わる。
オペアンプを通したものは当然ながらより精度が高く、0.1度程度の差となる。

S−8100Bは出力抵抗が大きいので出力が下がる場合は1MΩ以上の抵抗でプルアップしてくれとある。
S−8100Bセンサーはプルアップ抵抗を変えたり、コンデンサーを変えたりしたが、
適切な値が表示されない。LM35DZより5度程度低く表示される。
オペアンプを通さないとだめかもしれない。


EXCELの温度取得表を載せておきます。

(2008/12/21)追記
ブレッドボードにオペアンプをセットして、S−8100Bの出力にvoltage follower(1倍のオペアンプ)を
入れて実験してみました。
1MΩの抵抗を入れたまま、抵抗を外すと少し値が上がりました。
コンデンサーを外すと値が不安定(発振??)で使い物になりません。
コンデンサーを付けても、適正な値より4〜5度低くうまく行きません。
インターネットで調べても、原因不明です。個体差とは思えない差なので??
どうもS−8100Bはうまく使いこなせません。
実験結果を載せておきます。
(2008/12/21)追記




(2010/11/20)追記 ページ上部に移動します
オペアンプを利用して、 温湿度センサー付データロガーを作った。その後、温度センサーS8100Bのことを 思い出した。出力インピーダンスが高いと言うことで、仕様書には1MΩでプルアップとあったが、仕様書通りにしても値がずれてうまく 行かなかった。 LM35DZと同様にオペアンプを通すことを思いついた。今更何を、当然だろうという意見もあるが、やってみることにした。 温度センサー基板からS8100Bセンサーを外して、ブレッドボード上で オペアンプを介してデータロガーに取り込んだ。結果がこれ(PDF)です。 LM35DZ、S8100Bともにほぼ同じ値を示し、正常値である。 うまくいった。

やはり出力インピーダンスが高いためにプルアップしても直接A/D変換に入力すると、値がおかしくなるようだ。 S8100Bはオペアンプを通せば使えることがわかった。なお、オペアンプは等倍で増幅はしていない。
なお、0.1μFコンデンサーを出力端子とGND間に配置、また+5VとGNDにも同じコンデンサーを配置した。 出力端子、GND間のコンデンサーを外すとオペアンプを通しても値が変動した。 前回(2008/12/21)オペアンプを通して実験したときはうまくいかなかったのに、今回何故うまく行ったのか。 1MΩの抵抗を付けなかったことと、0.1μFのコンデンサーを2カ所に配置したことが良かったのだろうか?
実験風景 左からデータロガ、電源、ブレッドボード、センサー基板 データロガーほか ブレッドボードとセンサー基板
ブレッドボードとセンサー基板のアップ ブレッドボードのアップ センサー基板
更に追記。基準電圧が大事なことがわかった(当然か)。電源電圧(公称5V)を基準電圧としているが、テスターで測ってみると 5.07Vとなる。三端子レギュレーターを使用しているがどちらがどの程度正しいのかがわからない。 計測デジタル値322を固定して、電源電圧(公称5V)を少し変えてみるとS8100Bは以下のように温度換算値が大きく変わる。 この影響の方が大きいと思った。
基準となる電源電圧 温度(℃)
5.10 17.84
5.09 18.23
5.08 18.63
5.07 19.02
5.06 19.41
5.05 19.81
5.04 20.20
5.03 20.59
5.02 20.99
5.01 21.38
5.00 21.77
4.99 22.17
4.98 22.56
4.97 22.96
4.96 23.35
(2010/11/20)追記

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