Расположение термопары между процессором и радиатором.

[Сергей85]

Пусть я хочу замерить температуру процессора. Беру высокоточный мультиметр с термопарой - и зажимаю ее между радиатором и процессором.

Казалось бы, все логично: если процессор будет 50 градусов - мультиметр покажет 50 градусов. А вот сомнения у меня. Если вы суете градусник под мышку - вы его наполняете собственным теплом (в избытке), а теплопроводность воздуха мала. С процессором же обратная ситуация: радиатор огромный (тепло от процессорика в недостатке) и вдобавок ещё очень даже теплопроводный.

Так не покажет ли мне мультиметр при температуре 50 градусов и крышки 20 градусов - их разницу, 30 градусов? Ведь одной стороной прилегает к процу, другой к холодному радиатору - ну, теплообмен и начнется...

[kopilov]

Цитата Сергей85 @ 28.02.15, 16:38

Так не покажет ли мне мультиметр при температуре 50 градусов и крышки 20 градусов - их разницу, 30 градусов?

Тогда уж не разницу, а среднее арифметическое, 35. (Если температура радиатора 40 градусов при температуре процессора 50 -- Вы ведь ожидаете 45 увидеть, а не 10?)
Теплообмен, конечно, начнётся, только без него процессор быстро сгорит. Даже с ним отвод тепла может разко ухудшиться, из-за воздушной (или даже толстой термопастной) прослойки. Или Вы хотите однократный научный эксперимент поставить? И почему не хватает встроенных сенсоров?

[DIS]

Раз Два

[Сергей85]

Мне нужно физическое обоснование чисел термопары при температуре 50 градусов проца и радиатора - 20 градусов. ХОЧУ я увидеть 50, да; но что я увижу в реале? Почему 45?

Про "раз" и "два" - ответа на вопрос так же не дает, числа, полученные с помощью внедрения термопары могут быть неверны, а автор их принимает за чистую монету.

Повторюсь: термопара - теплопроводный элемент, и т.к. внедряется между радиатором и процом - у него будет максимальная сила соприкосновения. Через нее пойдет тепло в виде разности температур (как разность потенциалов в электричестве рождает ЭДС, я от этого ещё отталкиваюсь).

[DIS]

В первой статье автор как раз и располагает термопару между процессором и радиатором.

Добавлено 28.02.15, 17:21
Кстати без разности температур с двух сторон термопара тоже покажет значение температуры)))))

[Сергей85]

Без разности температур (как и градусник под мышкой) датчик накачается теплом, не отдавая его (теплопроводность воздуха мала как численно, так и по площади соприкосновения по сравнению с кожей подмышки).

"В первой статье автор как раз и располагает термопару между процессором и радиатором. " - так я и говорю, что это неверно! Поэтому автор по ссылке "два" использует датчик TMP37, закрепляя его с внутренней части процессора, во избежание потерь тепла.

ВОт я и спрашиваю: моя логика верна или нет?

Добавлено 28.02.15, 17:25
И число мне нужно, обоснование: почему 45, а не 30. И тут дело не в процессоре: я физику понять хочу.

[kopilov]

Возможно, я неправильно понимаю принцип действия термопары. Что она измеряет: температуру или разницу температур?

Если разницу тепмератур -- как минимум, для определения температуры процессора по её показаниям потребуется знать температуру радиатора (а она будет значительно выше комнатной).

Если просто температуру (как градусник) -- то уже проще, показания будут ниже желаемых и равны (примерно) среднему арифметическому горячей и холодной стороны.

Добавлено 28.02.15, 17:30

Цитата Сергей85 @ 28.02.15, 17:24

И число мне нужно, обоснование: почему 45, а не 30. И тут дело не в процессоре: я физику понять хочу.

45 было для примера, если температура процессора 50 градусов (как и предполагалось), а радиатора не 20, а 40 (не комнатная, а повыше).
45 -- среднее арифметическое, близкое к температуре процессора.
10 -- разница, бесполезная, если не знать температуру радиатора.

[Сергей85]

"Возможно, я неправильно понимаю принцип действия термопары.". Возьмите руку. Полейте на нее кипяток на ладонь, и ледяную воду на локоть. Площадь контакта одинакова. Часть руки между струями есть термопара, и по руке начнет бежать тепло от кипятка к ледяной. Термопара - металл, у металла температура в любой точке прикосновения одинакова. И вот ваша рука, по ней течет тепло, но оно как прибывает - так и утекает. Поэтому будет со временем достигнута точка равновесия: рука будет 80 градусов, кипяток 100 градусов, а ледяная струя 20 - и тепло будет продолжать по руке перемещаться - но уже равномерно. Сначала рука будет набирать тепло быстро-быстро, потом медленнее - а потом этот параметр станет константой.

Добавлено 28.02.15, 17:38
В данной ситуации не может быть температура руки средним арифметическим. А пусть кипяток будет 1000 градусов, а ледяная - 20. Ну не 510 температура же будет... Такой огромный поток энергии притекать будет.

Добавлено 28.02.15, 17:41
Термопара измеряет температуру, как и любой датчик. Главное, чтобы датчик тепло не терял: тогда его температура будет равна температуре более горячего измеряемого объекта.

[DIS]

Обычная термопара измеряет температуру. Дифференциальная - разность температур. Сергей85, какой именно датчик используется?
Для адекватного измерения должен быть надежный тепловой контакт процессора с радиатором. Для этого радиатор должен быть прижат к процессору непосредственно, или между ними зажимают пластину (на всю площадь радиатора) с материала, хорошо проводящего тепло, в эту пластину и встраивается термопара. Может быть и есть термопара в виде большой пластины, хорошо проводящей тепло.

Добавлено 28.02.15, 17:46
Разница температур между радиатором и процессором в данном случае не имеет значения, измеряется средняя температура на месте стыка металлов. Имеет место разность электрических потенциалов на выводах термопары. Поэтому пример с водой и рукой не совсем корректный.

Сообщение отредактировано: DIS - 28.02.15, 17:51

[Сергей85]

Термопара бывает плоская, доли миллиметра в толщину. Тип моей неизвестен.

"Обычная термопара измеряет температуру. Дифференциальная - разность температур.". Дифференциальная - ДВЕ обычные термопары.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%...%B0%D1%80%D0%B0

"Для адекватного измерения должен быть надежный тепловой контакт процессора с радиатором." - почему с радиатором??? Термопара с процессором контакт должна иметь хороший; а радиатор здесь - зло, мешает.

"Может быть и есть термопара в виде большой пластины, хорошо проводящей тепло. " - вот я и говорю об утечке тепла из термопары.

Смешаем кипяток (50) с холодной водой (20) одинакового объема. Произойдет утечка тепла от кипятка к льдышке. В конечном итоге вода станет равна 35, вашему среднему арифметическому, да. Но это при ОСТАНОВКЕ передачи тепла друг другу. А в случае с радиатором и процом - это ПРОЦЕСС, значит уж точно не среднее арифметическое температура.

[DIS]

Цитата Сергей85 @ 28.02.15, 17:51

радиатор здесь - зло, мешает.

Потому что без радиатора процессор перегреется.

[Сергей85]

Повторю вопрос. Мне важно понять физику измерения. Мы сейчас рассматриваем теорию. Предположим, процессор не перегревается вообще. Его температура стала 50, 70, 100 градусов. Радиатора нет - тепло ничто не отнимает. Прикладываю термопару - она раскаляется, воздух неспособен сильно отнять у нее тепло и повлиять на результат - мультиметр покажет 100 градусов. Но вот я насадил с другого конца термопары радиатор температурой 20 градусов. ЧТО ПОКАЖЕТ МУЛЬТИМЕТР?

[DIS]

Цитата kopilov @ 28.02.15, 17:26

показания будут ниже желаемых и равны (примерно) среднему арифметическому горячей и холодной стороны

Не обязательно. Есть такое понятие как тепловое сопротивление. И разница температур будет зависеть от теплового сопротивления между процессором и кулером, и между кулером и окружающим воздухом.

[Сергей85]

Вот я и говорю, что единственное место соприкосновения процессора и радиатора будет термопара: как плоский кружочек (прижата сильнее всего), так и огромной площади (прижата равномерно по всему процу). А чтобы убрать воздействие воздуха - используется классная штуковина, термопаста называется. Кто знает, может ее и стоит намазюкать на термопару для уменьшения погрешности измерений. Но погрешности - удел практики, а я обсуждаю теорию. Пусть между термопарой, радиатором и процом нет воздуха.

[DIS]

Цитата Сергей85 @ 28.02.15, 17:58

Но вот я насадил с другого конца термопары радиатор температурой 20 градусов. ЧТО ПОКАЖЕТ МУЛЬТИМЕТР?

Среднее арифметическое между температурами. Поскольку обычная термопара из тестера неспособна нормально отвести тепло к радиатору, процессор охладится на какие-то доли градуса, а радиатор - на какие-то доли градуса нагреется (допустим 99,9 градусов и 20,1 градусов соответственно). И поскольку тепловые сопротивления между термопарой и процессором и между термопарой и радиатором примерно равны, будет как раз среднее арифметическое (60 градусов). А вот если термопара будет иметь бОльший контакт с процессором (например, будет больше площадь соприкосновения), появится разница тепловых сопротивлений и показания сдвинутся в горячую сторону. То есть смысла нет в таком измерении.

[Сергей85]

Кстати. Положить между термопарой и радиатором нечто, не проводящее тепло вообще... Есть идеи, что это может быть? Плотный картон на термопару - и больше термопасты на радиатор намазать?

[DIS]

Цитата Сергей85 @ 28.02.15, 18:04

как плоский кружочек (прижата сильнее всего), так и огромной площади (прижата равномерно по всему процу)

Если между ними будет зажата термопара, уже невозможно будет плотно прижать процессор к радиатору, и отвода тепла не будет. Поэтому в первой статье, которую я привел, использовали пластину. Толстый слой термопасты не исправит ситуацию (термопаста хуже проводит тепло чем металл).

Сообщение отредактировано: DIS - 28.02.15, 18:10

[Сергей85]

"Поскольку обычная термопара из тестера неспособна нормально отвести тепло к радиатору," - значит, неспособна и нормально взять тепло из процессора. То есть, измерение должно проводиться несколько минут минимум, пока термопара не нагреется окончательно.

Но все равно сомневаюсь, потому что СКОРОСТЬ передачи тепла - это значит просто придется долго ждать получаемого результата (когда передача тепла и его потеря уравновесятся). А число должно остаться тем же, но не средним ар. Повторюсь: среднее арифметическое, как мне кажется, это Завершенный процесс передачи тепла между двумя и более предметами.

Добавлено 28.02.15, 18:16
Если вы засунете лист металла между кипятком 100 градусов и ледяной 20 градусов - лист будет температуры 60 градусов ПОСЛЕ передачи всего тепла. А в момент передачи тепла - горячее. Вспомните кружку, когда кипяток налили. Взяли пальчиками - тепло потекло - ай, уй. На пальчике будет гораздо больше среднего ар между 36.6 и 100.

[kopilov]

Раз так интересно -- поставь эксперимент, что ли... И сам узнаешь, и нам расскажешь!

[Сергей85]

Ну и на кружке соотвественною

[DIS]

Поскольку работающий процессор постоянно выделяет тепло, передача тепла никогда не прекратится. А по поводу результата такого измерения я уже написал в 15-м посте.

Добавлено 28.02.15, 18:22
Сергей85, представь что термопара имеет несимметричную форму и прижата большей площадью к радиатору, а к процессору касается более узкая часть. Тогда показания будут наоборот меньше среднего арифметического.

[Сергей85]

Поступлю подло и гадко, как Карабас-Барабас.

Я не буду ставить эксперимент, чтобы ТОЧНО узнать температуру. Потому что при процессоре 50 градусов и радиаторе 20 я уже 100%-но не получу 50 на термопаре - тема вопроса уже исчерпана.

Предлагаю вам это провести, и объясню, почему. Нет средств, позволяющих программно замерить температуру проца.
http://www.bad-good.ru/2015/february/tempe...-processor.html
Значит, я должен какой-то свой стенд собирать. А у меня нет таких непроводящих тепло материалов, да и второй термопары нет (а по сути, для опыта надо 3).

Добавлено 28.02.15, 18:24
"Сергей85, представь что термопара имеет несимметричную форму и прижата большей площадью к радиатору, а к процессору касается более узкая часть. Тогда показания будут наоборот меньше среднего арифметического. "

Она симметричная. Плоский кружочек. Если площади соприкосновения будут разными - это ещё больший хаос.

[kopilov]

Судя по дате статьи по ссылке (28.02.2015), смысл сей темы был в её раскрутке.

[Сергей85]

Смысл темы был в завершении статьи. Если бы мультиметр показывал 50 градусов - я бы в статье чушь написал. А так - хоть разобрались.

[Grumike]

Ага, разобрались, сферическая термопара в вакууме

[Сергей85]

Грумайк, вы меня убедили.

Тогда предлагаю такую теорию: и я неправ, и все вы неправы в плане показаний мультиметра.

Пусть теплопроводность проца и радиатора одинаковые. Пусть во внешнюю среду не уходит тепло, а перемещается через термопару от проца к радиатору. И даже пусть процессор не выделяет лишнее тепло - о как задача упрощается.

Мое мнение о показе термопарой разности температуры проца и радиатора - неверна. Это доказывается от противного: если радиатор 40 градусов, а процессор 50 - не может температура термопары быть 10 градусов.

Ваше мнение о среднем арифметическом (45 градусов при наших условиях) - верно только в том случае, когда температуры радиатора, термопары и проца уравновешены (процесс передачи тепла окончен) И если общая теплоемкость радиатора равна общей теплоемкости процессора (пренебрежем теплоемкостью термопары: она мелкая).

А если учесть, что радиатор сделан ХЗ из чего, ХЗ какого объема, ХЗ какая у него теплопроводность, какая у него теплоемкость (ну больше, чем у проца - это точно, из-за объема) - наша задача (определить число на термопаре) превращается в хаос. На момент соприкосновения термопары с процессором и радиатором без включения питания - температура термопары равна комнатной (ну если часок вся эта конструкция постоит без дела). На момент нагрева проца его температура резко повышается (пусть будет константа пока) - и он начинает гнать через термопару тепло в радиатор (теплопроводность неизвестна, напоминаю). Поэтому на термопаре возникнет рэндомное число, меньшее температуры проца, но большее температуры радиатора. В процессе нагревания радиатора (вентилятор пусть постоянно крутится) рано или поздно достигнется точка равновесия: когда отдаваемое тепло радиатором в среду станет равно теплу, получаемому от проца. И в этом равновесии термопара наконец-то перестанет носиться между минимумом и максимумом и замрет в Среднем Арифметическом радиатора и проца.

А теперь усложним задачу: у вентилятора меняются обороты, проц нагревается нелинейно и вообще как вздумается... Итог: термопару нельзя подключать к двум теплопроводным элементам одновременно, т.к. это безумие.

[Prince]

О чём эта тема?

[Grumike]

Ну как о чём, человек никогда не видел термопары, но очень любит строить теории и хочет чтобы ему все вокруг объясняли в чём именно он неправ.
2Сергей85 Вы хотя бы схему "эксперимента" нарисуйте, желательно поподробнее, здесь как раз тот случай когда лучше 1 раз увидеть чем 100 раз услышать.

[Сергей85]

Да что тут рисовать? Возьмите мультиметр с термопарой плоской маленькой, засуньте ее между радиатором и процессором - и включите комп.

[Grumike]

Цитата Сергей85 @ 01.03.15, 18:21

Да что тут рисовать? Возьмите мультиметр с термопарой плоской маленькой,

Ага, вот и возьмите, а мы посмотрим

[Prince]

Прям как в анекдоте: "а теперь, умоляю, сыграйте, пожалуйста, обычное трезвучие, иначе я сегодня не засну".
В чём всё-таки проблема, или спорный момент, или вопрос темы заключается?

[shm]

Цитата Prince @ 01.03.15, 11:31

О чём эта тема?

присоединяюсь к вопросу.

[Сергей85]

Вопрос темы уже давно закрыт, т.к. стал неактуален. Остался всего лишь спор, что будет показывать термопара между процом и радиатором, когда проц начнет работать и нагреваться. 100% не разность температур проца и радиатора. 100% не температура проца - вот вопрос темы и закрыт.

Из всего этого я пока понял, что бессмысленно подключать термопару между двумя теплопроводными объектами, особенно если не знать состава сплавов и их свойств.

[Prince]

Цитата

Остался всего лишь спор, что будет показывать термопара между процом и радиатором, когда проц начнет работать и нагреваться.

Температуру воткнутого термодатчика, естественно.

Цитата

Из всего этого я пока понял, что бессмысленно подключать термопару между двумя теплопроводными объектами, особенно если не знать состава сплавов и их свойств

Бессмысленно втыкать нечто между процем и радиатором, не зная теплового сопротивления этого нечто, и надеяться, что это нечто не изменит тепловой режим работы системы охлаждения. Плюс втыкаемое нечто вносит ещё 2 переходных тепловых сопротивления, которые тоже нужно расчитать или измерить. Но сам способ измерения тут причём?
Также, можно мазнуть термопасту, приткнуть точечную термопару или миниатюрный термистор, имеющие мизерную теплоёмкость, к пластине процессора. Можно ещё залить герметиком, чтобы уменьшить контакт с воздухом.
И тот и другой способ имеют право на существование и погрешность. В чём проблема?

Сообщение отредактировано: Prince - 02.03.15, 18:09

[amk]

Какие-то вы странные разговоры ведёте.

1. Термопара не меряет температуру чего-либо. Термопара измеряет разность температур между двумя спаями. То есть меряет собственную температуру относительно второго спая.
2. Если второго спая нет, его создают виртуально (имитируют с помощью специально настроенной схемы).

Так что причин ошибок может быть мульён.