Précision de mesure du thermomètre numérique DS18B20

[invitef625d7cf]

Bonjour,

J'utilise assez régulièrement le DS18B20 (Datasheet DS18B20) dans mes montages sur Arduino. Montage tout à fait standard soit avec résistance pullup 4.7K entre Data et +5V.

J'ai remarqué que la température mesurée (dans la gamme de 20 à 35°C) par le DS18B20 est supérieure de 1 à 1.5°C par rapport à d'autres thermomètres à ma disposition (ce ne sont pas des thermomètres de précision).

Étant donné que la datasheet du DS18B20 annonce une précision de + ou - 0.5°C, je trouve étonnant que quelle que soit le chip DS18B20 utilisé (j'en ai testé 10, venant de deux sources différentes), j'aie toujours une différence de +1 à +1.5°C (et jamais une différence négative).

J'en viens à me demander si le chip ne générerait pas lui-même une certaine augmentation de sa température (le chip est alimenté à 4.96V sur la sortie ad hoc de l'Arduino, courant 1mA selon la Datasheet). Qu'en pensez-vous ?
-----

[jiherve]

Bonjour,
Quel type d'alimentation, quel type de boitier,quelle periode de mesure?

The DS18B20 does not sense temperature directly through the package. For all package types, the DS18B20 senses temperature primarily through the GND pin. Ensuring a good thermal connection between the GND pin of the device and the heat source you wish to measure will provide the best results.

la resistance thermique des differents boitiers avec 5mW max de dissipation tu devrais pouvoir estimer l’élévation de température de la puce
http://www.maximintegrated.com/en/ap...ex.mvp/id/3930

Self-Heating Calculations
Occasionally the power dissipation of a temperature sensor causes the device to measure a temperature greater than ambient. This phenomenon is known as self-heating. By using Equation 1, the Theta JA value can be used to estimate the IC's internal temperature rise:

JR

[invitef625d7cf]

Merci pour la réponse JR et pour le lien vers le document relatif au "self-heating".

Le boîtier du DS18B20 est un TO-92, l'alimentation est issue de la pin 5 volts d'un arduino Nano (Nano alimenté par 2 LiPo en série avec arrêt du processus à 7V), le régulateur du Nano fournit en fait 4.97V. L'intervalle de mesure est d'une seconde.

Dans le document que tu as mis en lien, je ne vois aucune valeur de Theta JA pour le boîtier TO-92. Ce qui rend difficile voire impossible le calcul du "Self-heating".
En regardant l'exemple de calcul fourni, ils arrivent à une différence de 1/4°C de qui est très loin des 1 à 1.5°C que je mesure.

[inviteb21379d3]

Voilá un cas typique où le processus de mesure qui interfère dans la mesure elle-même.
Vous pouvez réduire l'effet dû à ce phénomène en effectuant l'accès à des intervalles plus élevés, comme par exemple à chaque 15s

[A voir en vidéo sur Futura]

[mag1]

Bonjour,

Je pense que ces capteurs sont tous entachés d'une erreur, fonction de leur qualité (càd de leur origine).

Le plus simple est de calibrer ces capteurs avec une petite correction logicielle, ça suppose un bon thermomètre de référence.


MM

[invitef625d7cf]

Je pense que ces capteurs sont tous entachés d'une erreur, fonction de leur qualité (càd de leur origine).

C'est ce que j'ai pensé tout d'abord, mais j'ai testé des DS18B20 provenant de deux sources d'approvisionnement différentes.
5 marqués: DALLAS 18B20 1319C4 +233AA
et
les autres : DALLAS 18B20 1508C4 +760AA,

clairement deux séries différentes.

[antek]

J'ai remarqué que la température mesurée (dans la gamme de 20 à 35°C) par le DS18B20 est supérieure de 1 à 1.5°C par rapport à d'autres thermomètres à ma disposition (ce ne sont pas des thermomètres de précision).

Étant donné que la datasheet du DS18B20 annonce une précision de + ou - 0.5°C, je trouve étonnant que quelle que soit le chip DS18B20 utilisé (j'en ai testé 10, venant de deux sources différentes), j'aie toujours une différence de +1 à +1.5°C (et jamais une différence négative).

J'en déduis que les DS ont une faible dispersion.

[inviteb21379d3]

J'en déduis que les DS ont une faible dispersion.

Cela semble peu probable, parce que ces capteurs sont calibrés par le fabricant

[mag1]

Cela semble peu probable, parce que ces capteurs sont calibrés par le fabricant

Je dis peut être une bêtise, mais par calibrés, je comprends plutôt triés. Comme tous les semi conducteurs, on fabrique et on classe.
Sans doute que les composants que l'on achète pas chers en chine ne sont pas ceux qui respectent le mieux les spécs.

MM

[inviteb21379d3]

Excusez-moi si je n'étais pas bien clarté, mais je me référé spécifiquement au capteur Dallas dit au début de la discussion. Bien que la fabrication peut etre située en territoire chinois, se réfère à la marque réputée et donc leurs processus adoptés dans la fabrication ( y compris le pré-calibration ) devrait assurer l'exactitude ±0.5°C indiqué dans les spécifications.

[jiherve]

Bonsoir,
En effet pour le TO92 il n'y a rien , tu pourrais pifomètrer à partir d'une doc de transistor utilisant le même boitier.
Pour un 2N3904 on a 200°C/watt donc au pire 1°C@5mW.
JR

[invitef625d7cf]

Pour un 2N3904 on a 200°C/watt donc au pire 1°C@5mW.

Avec 1°C, on est donc plus proche des valeurs que je mesure.

Comme selon la documentation du DS18B20, la mesure se fait au travers de sa pin GND, je vais tester à nouveau en augmentant la surface de cette pin. J'hésite un peu à simplement soustraire 1°C via le software, mais c'est peut-être la solution que je devrai finalement adopter.

[antek]

Cela semble peu probable, parce que ces capteurs sont calibrés par le fabricant

Je ne comprend pas la relation avec J'en déduis que les DS ont une faible dispersion.

C'est pas au point les traducteurs automatiques !

[invitef625d7cf]

Je suis en train de tester avec une nouvelle configuration. J'ai soudé le DS18B20 au bout de 3 câbles de 14cm, se terminant par des connecteurs Dupont mâles, connectés au support du DS18B20 sur mon board.

Là miracle, la température affichée est identique, à +0.1°C près, à celle de mes autres thermomètres.

Je poursuis les mesures...

[antek]

Là miracle, la température affichée est identique, à +0.1°C près, à celle de mes autres thermomètres.

Je ne comprend pas pourquoi tu considères les "autres thermomètres" comme une référence alors que tu as dis #1 ce ne sont pas des thermomètres de précision.
Lequel des deux fournit l'indication la plus juste (DS ou "autre") ?

[invitef625d7cf]

Je ne comprend pas pourquoi tu considères les "autres thermomètres" comme une référence alors que tu as dis #1 ce ne sont pas des thermomètres de précision.

Parce que les 5 autres thermomètres qui ne sont pas du même fabricant affichent tous la même température avec + ou - 0.1°C d'écart. Je n'ai pas besoin d'une précision à 0.5°C mais je ne peux pas travailler avec un écart de 1.5°C.

[antek]

Parce que les 5 autres thermomètres qui ne sont pas du même fabricant affichent tous la même température avec + ou - 0.1°C d'écart. Je n'ai pas besoin d'une précision à 0.5°C mais je ne peux pas travailler avec un écart de 1.5°C.

Merci, comme ça c'est limpide.

[jiherve]

Bonjour,

Je suis en train de tester avec une nouvelle configuration. J'ai soudé le DS18B20 au bout de 3 câbles de 14cm, se terminant par des connecteurs Dupont mâles, connectés au support du DS18B20 sur mon board.

Là miracle, la température affichée est identique, à +0.1°C près, à celle de mes autres thermomètres.

Je poursuis les mesures...

Donc c'est ta carte qui chauffait le capteur!
JR

[invitef625d7cf]

Donc c'est ta carte qui chauffait le capteur!

J'ai pensé à ça et j'ai mesuré la température de la carte. Elle est à la température ambiante et non pas 1 ou 1.5°C au-dessus.
C'est une carte prototype avec des points en cuivre isolés les uns des autres. Ma connexion à la pin GND du DS18B20 (pin thermosensible) se fait par un petit fil isolé, de 4cm de long, qui passe au-dessus de la carte.

C'est assez mystérieux, mais maintenant ça fonctionne parfaitement.

[invitef625d7cf]

J'ajoute une photo du prototype:



Légende: 1-DS18B20, 2-Arduino, 3-module 433Mhz, 4-alimentation, 2 x LiPo 3.7v 2200mAh en série

L'arduino envoie via le module 433Mhz la tension des LiPo et la température mesurée par le DS18B20.

[antek]

Chauffage par rayonnement suffisant pour augmenter le t° ?

Edit : il fume le DS ?

[invitef625d7cf]

il fume le DS ?

Non, la prise de vue est floue.

A l'origine lorsque j'avais une dif de mesure de 1.5°C le DS18B20 était monté sur le support 3 pins du board.

[invite60c6fa7f]

Du coup c'est peut-être le fil soudé qui permet de dissiper l'éventuelle chaleur générée par le DS?

[invitef625d7cf]

Du coup c'est peut-être le fil soudé qui permet de dissiper l'éventuelle chaleur générée par le DS?

C'est possible.

Ce que je trouve bizarre, c'est qu'on ne puisse monter le DS18B20 directement sur la carte, qu'il faille absolument ajouter quelques cm de fil.

[antek]

Ce que je trouve bizarre, c'est qu'on ne puisse monter le DS18B20 directement sur la carte, qu'il faille absolument ajouter quelques cm de fil.

Tu veux mesurer la température de quoi ?

[invitef625d7cf]

Tu veux mesurer la température de quoi ?

Ce montage sera utilisé pour faire des relevés de températures (et d'hygrométrie) en continu, sur de longues périodes, dans diverses enceintes, locaux de stockage, caves à vin, etc.

Le but étant de confirmer la nécessité ou non d'un appareillage de régulation en fonction des contraintes de variation de température et d'hygrométrie exigés. Il ne s'agit pas d'un usage professionnel, il sera réservé à des particuliers.

[antek]

Ce montage sera utilisé pour faire des relevés de températures (et d'hygrométrie) en continu, sur de longues périodes, dans diverses enceintes, locaux de stockage, caves à vin, etc.
Le but étant de confirmer la nécessité ou non d'un appareillage de régulation en fonction des contraintes de variation de température et d'hygrométrie exigés. Il ne s'agit pas d'un usage professionnel, il sera réservé à des particuliers.

ça ne répond pas à ma question !
Si tu veux mesurer la température de l'air, éloigner le capteur de la carte et des sources de rayonnement est une bonne idée.

[mag1]

Ce montage sera utilisé pour faire des relevés de températures (et d'hygrométrie) en continu, sur de longues périodes, dans diverses enceintes, locaux de stockage, caves à vin, etc.

Le but étant de confirmer la nécessité ou non d'un appareillage de régulation en fonction des contraintes de variation de température et d'hygrométrie exigés. Il ne s'agit pas d'un usage professionnel, il sera réservé à des particuliers.

Bonjour,

Pour des mesures de température et hygrométrie, il y a le DHT22, qui fait les deux.

MM

[invitef625d7cf]

ça ne répond pas à ma question !
Si tu veux mesurer la température de l'air, éloigner le capteur de la carte et des sources de rayonnement est une bonne idée.

C'est bien la température de l'air que je désire mesurer.
Pour cette application, ça ne pose pas de problème d'éloigner le capteur. Je trouve juste étrange que sa température augmente de 1.5°C lorsqu'il est proche du board.

Bonjour,

Pour des mesures de température et hygrométrie, il y a le DHT22, qui fait les deux.

MM

Je teste actuellement plusieurs capteurs de température et humidité, le DHT22 en fait partie. Lorsque je n'ai à relever que la température, je songeais utiliser le DS18B20.

En postant la question ici, je voulais surtout savoir si l'un ou l'autre d'entre vous avait constaté cette différence de mesure sur des capteurs DS18B20.

[invitea7847605]

Bonsoir
Je ne saurais que vous conseiller d'etre tres prudent avec les DHT22
en ce qui concerne l'humidité.
j'en ai essayé 6 ( de trois sources différentes ) et controlé la mesure avec des sels saturés.
avec du sel de mer 65% j'ai eu des mesures qui se promenaient allegrement de 40% à 85%
les 6 sondes dans le mëme bocal .
la temperature etait toujours au degré près.
les trois sources sur ebay!!!!
par contre les ds18b20 ( en temp bien sur ) irréprochables.
voila pour info
faites le controle c'est assez simple et bien documenté sur le web.