Kako mjeriti termokauple
Pregled temperature i termokuplea
Temperatura je prosječna kinetička energija čestica u mjerenju uzorka objekta,
Standardna jedinica je "stepen". Temperature se mogu mjeriti na različite načine, a trošak i
tačnost mjerenja može se mjeriti. Termokauple su jedan od najčešæih senzora temperature
, jer su termokouple relativno jeftine i tačne, i imaju relativno široku
raspon mjerenja.
Kad god dva različita metalna kontakta, sklop kontaktne tačke proizvodi niži napon bez tereta
kao funkcija temperature, što je termoelektrični efekat. Razlika temperature je
Seebeckov napon, do 1821. pronašao je fenomen fizičara Thomasa Seebecka koji je dobio ime. Ovaj napon
je nelinearan s poštovanjem temperature, ali može biti približno linearno za male
promjene temperature , ili :
Gdje je ΔV promjena napona, S je Seebeckov koeficijent, a ΔT promjena temperature.
Termokauple su dostupne u raznim tipovima i navedene su većim slovima prema
American National Standards Institute (ANSI) konvencija. Na primjer, termokupl tipa J
sastoji se od konduktera željeza i konduktera od sliti bakra-nikla. Ostale vrste termokupa
uključuju B, E, K, N, R, S i T.
Kako mjeriti termokauple
pozadinsko znanje
Za bolje razumijevanje kako se termokuple mjerenja, važno je razumjeti
Kako termo-grupe rade. Prvi dio ovog dokumenta će objasniti osnovne principe
termokupule, kasniji dio termokupa će objasniti kako postići vezu
između instrumenta i kako mjerenje temperature.
Termokupl Seebeckov napon, ako je direktno povezan sa sistemom za mjerenje, povezan je s
sistem za mjerenje i generira dodatni termokupul. To se ne može mjeriti jednostavno
povezivanje na voltmetar ili drugi mjerni sistem.
Figura 1. Termokuple tipa J
Kao što je prikazano na 1.
mjerenje. Dvije termokuple linije su povezane sa bakrenim terminalima nabavke podataka
Uređaj. Imaj na umu da u ovom sklopu postoje tri metalne veze - J1, J2 i J3. J1 je
termokuple mjerna tačka, proizvodeći Seebeckov napon proporcionalan temperaturi tOn
Sveću. Osim toga, J2 i J3 imaju svoj Seebeck koeficijent, a u podacima
akvizicioni terminal će proizvesti temperaturu proporcionalnu temperaturnom naponu razlike
, poznat kao hladni napon. Kako bi se utvrdila komponenta napona J1, to je
potrebno je znati temperaturu kontakata J2 i J3 i znati odnos između
kontaktni napon i temperatura. Tako se napon J1 raskrižja može dobiti tako što
oduzimanje komponenti parazitskog razvodnog napona J2 i J3 od izmjerenog napona.
Termokupe zahtijevaju specifičnu referencu temperature kako bi se nadoknadila hladna strana
generisana greška. Najčešće propisana metoda je korištenje senzora temperature koji se može
direktno pročitano da bi se dobila referentna temperatura razvoda, minus parazitski terminalni napon
Komponenta. Ovaj proces, poznat kao kompenzacija hladnog spoja, može pojednostaviti izračun hladnoće
kompenzacija spoja koristeći karakteristike nekih termokupa.
Korištenjem termokuple zakona metalnog prijelaznog sloja i drugih pretpostavki, možemo vidjeti da
mjerenje sistema za nabavku podataka napona zavisi samo od vrste termokupula,
napon na mjernom terminalu, i temperatura hladnog razvoda. Izmjereni napon
je nezavisan od komponenti napona od odmjerenih vodica i hladnih terminala J2, J3.
Na 2. Metalik prijelazni sloj termokuple zakon
Razmislite o sklopu na 3. Ovo kolo je slično sklopu opisanom na sličici 1
iznad, osim što se prije J3 raskrsnice umeće kratki komad žice od slivnika bakra i nikla.
Svi kontakti su na istoj temperaturi. Pod pretpostavkom da su temperature J3 i J4 raskrižja
isto, termokupleni zakon metalnog prijelaznog sloja navodi da je kolo na 3.
električno isto kao i strujno kolo na sličci 1. Stoga, bilo koji od rezultata kruga
Na kolo prikazano na smokvu može se primijeniti sliv 3.
Na 3. Umetanje dodatnog konduktera u izotermalno okruženje
Figura 3, J2 i J4 kontakti pripadaju istom tipu (sliva bakra-nikla); jer su njih dvoje u
izotermalno okruženje, J2 i J4 je ista temperatura. Zbog smjera
struja u krugu, J4 proizvodi Seebeck pozitivan napon, J2 proizvodi Seebeck negativan
napon. Stoga je kontakt pomahnitao utjecaj jedni drugih, mjerenje ukupnog napona je
Nula. J1 i J3 kontakti su kontakti od gvožđa-bakra-nikla. Ali njihove temperature mogu biti
različite, jer možda nisu u izotermnom okruženju. Zato što su u različitim
temperaturna okruženja, J1 i J3 kontakti mogu proizvesti Seebeckov napon, ali veličina je drugačija
. Kako bi se nadoknadila hladna raskrsnica J3, mjeri se temperatura i primjenjuje se
napon se oduzem od mjerenja termokuple.
Koristeći simbol VJx (Ty) za predstavljanje napona koji generira Jx raskrsnicu na Ty temperaturi,
opci termokupul problem je pojednostavljen na sljedeci naci:
VMEAS= VJ1(TTc) + VJ3(Tref) (2)
Gdje, VMEAS sistem za nabavku podataka da je izmjerena vrijednost napona, TTC J1 junction thermocouple
Temperatura, Tref je rekao referentna strana temperature.
Imaj na umu da u formuli (2), VJx (Ty) predstavlja napon generiran u Ty temperaturi
okoline s poštovanjem određene referentne temperature. Jednačina 2 drži kao VJ1 i
VJ3 su temperaturne funkcije vezane za istu referentnu temperaturu. Na primjer, NIST
termokuple referentna tabela kao što je opisano gore je generirana sa referentnim krajem održanim na 0
Stepeni Celzijusa.
Zato što su J3 i J1 istog tipa, ali proizvode relativne napone, VJ3 (Tref) = -VJ1 (Tref).
Također, pošto je VJ1 napon generiran testom tipa termokupa, napon se može
preimenovan u VTC. Stoga se 2-tip može prepravit na slijedeće:
VMEAS= VTc(TTc) - VTc(Tref) (3)
Stoga mjereći VMEAS i Tref znaju odnos između termokupulskog napona i
temperatura, možete odrediti temperaturu termokuple mjerne strane.
Postoje dvije tehnologije za postizanje kompenzacije hladnog spoja - hardverska kompenzacija i
softversku kompenzaciju. Obje tehnike zahtijevaju upotrebu direktno pročitane senzore za dobivanje
temperatura na referentnoj strani. Senzor direktnog čitanja ima ulaz koji je određen samo
temperatura mjerenja. Poluprovodni senzori, termosteri i RTD-ovi se obično koriste
za mjerenje temperature referentne strane instrumenta.
Koristeći hardversku kompenzaciju, varijabilni izvor napona se može umetnuti u kolo kako bi se uklonio
parazitski termoelektrični napon. Varijabilni izvor napona generira napon kompenzacije
prema temperaturi okoline, koja se dodaje korekcijskom naponu za otkazivanje
neželjeni signal razlike temperature. Kada su ovi parazitski signali uklonjeni, jedini signal
mjeren sistemom za akviziciju podataka je napon mjeren iz mjerenja termokuple
. U slučaju hardverske naknade, temperatura terminala sistema za nabavku podataka je
nepovezano jer je parazitski termokupulski napon u sistemu za nabavku podataka
Otkazao. Glavni mana hardverske kompenzacije je da svaki termokupul mora imati
može se dodati odvojeno koensaciono kolo kako bi se ispravio napon kompenzacije, koji će u velikoj
povećati troškove kruga. U normalnim okolnostima, hardverske naknade nisu na
tačnost i softversku nadoknadu.
Ili možete odabrati da koristite softver za nadoknadu hladnog spoja. Nakon korištenja
senzor direktnog čitanja za mjerenje temperature referentne strane, softver može primoriti pogodan
vrijednost napona na izmjereni napon kako bi se eliminirao utjecaj hladnostranog napona. Opoziv
(3) da je izmjereni napon VMEAS jednak (termokupulu) mjerenju razlike napona
između tačke prekida i hladnog raskrsnice.
Termokupulski izlazni napon je vrlo nelineavan. Seebeck koeficijent varira zbog tri
ili više faktora u rasponu operativnih temperatura nekih termokupa. Stoga, morate koristiti
polinom za modeliranje napona naspram temperaturne krivine u termokupulu ili koristiti look-up
metodu stola.
Spojite termokuple sa instrumentom
Ovaj odjeljak koristi ni cDAQ-9172 backplane i termokupul modul NI 9211 C kao
Primjer. Slična procedura je primjenjiva za povezivanje termokupla s različitim instrumentima
(vidi 4.
Potrebna oprema:
DAQ-9172 8-slot brzi USB backplane za NI CompactDAQ
NI 9211 četverokalani, 14Sa / s, 24-bitni, ∓ 80 millivolt termokuple ulazni modul
J type thermocouple
Na 4. NI CompactDAQ sistem
NI 9211 sadrži 10-polarni, odmaknuti vijčani terminalni konektor koji pruža veze za
do četiri ulazna kanala termokuplea. Svaki kanal ima tačku veze za pozitivnu
termokuple, TC +, i vezu sa negativnim terminalom, TC-. NI 9211 također ima zajedničku
tačka ožičenja, COM. Normalno je ovaj port interno povezan sa referentnim tlom modula
. Na crtežu 5 su ožičenja za svaki kanal, a na 6.
Na 5. Zadatak terminala
Na 6. Dijagram veze
Pogledaj svoja mjerenja: NI LabVIEW
Sada kada je termokupl povezan sa probnom opremom, možete koristiti LabVIEW grafički
programiranje softvera za prenos podataka na računar radi vizualizacije i analize.
Na sliku 7 prikazan je primjer prikazivanja izmjerenih podataka o temperaturi u LabVIEW programiranje
Okolina.
Add: No. 16, Road 3, Sanjiang Industry Zone, Shengzhou, Zhejiang, China
Kontakt:Eric Xie
E-pošta:sale@benoelectric.com
Mob: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat & Whatsapp: +8615988295936
Web stranica:www.benoindustry.com
