Kaip išmatuoti termoporas
Temperatūros ir termoporos apžvalga
Temperatūra yra vidutinė dalelių kinetinė energija matuojant objekto mėginį
standartinis vienetas yra&laipsnis." Temperatūra gali būti matuojama įvairiai, o kaina ir
matavimų tikslumas gali skirtis. Termoelementai yra vienas iš labiausiai paplitusių temperatūros jutiklių
, nes termoporos yra palyginti nebrangios ir tikslios, o jų santykinai platus
matavimo diapazonas.
Kai du skirtingi metaliniai kontaktai, kontaktinio taško sąranka sukuria mažesnę įtampą be apkrovos
kaip temperatūros, kuri yra termoelektrinis efektas, funkcija. Temperatūros skirtumas yra
Seebecko įtampa, iki 1821 m., buvo įvardytas fiziko Thomaso Seebecko fenomenas. Ši įtampa
yra netiesinis temperatūros atžvilgiu, tačiau jį galima apytiksliai įvertinti kaip tiesinį mažiems
temperatūros pokyčiai arba:
Kur ΔV yra įtampos pokytis, S yra Seebecko koeficientas, o ΔT - temperatūros pokytis.
Termoporos yra įvairių tipų ir nurodomos didesnėmis raidėmis pagal
Amerikos nacionalinio standartų instituto (ANSI) suvažiavimą. Pavyzdžiui, J tipo termoelementas
susideda iš geležies laidininko ir vario-nikelio lydinio laidininko. Kiti termoelementų tipai
apima B, E, K, N, R, S ir T.
Kaip išmatuoti termoporas
bendros žinios
Norint geriau suprasti, kaip atliekami termoporų matavimai, svarbu suprasti
kaip veikia termoporos. Pirmoje šio dokumento dalyje bus paaiškinti pagrindiniai programos principai
termoporos, vėlesnėje termoporos dalyje bus paaiškinta, kaip pasiekti ryšį
tarp prietaiso ir temperatūros matavimo.
Termoporos „Seebeck“ įtampa, jei ji prijungta tiesiai prie matavimo sistemos, yra prijungta prie
matavimo sistemą ir sukuria papildomą termoporą. To negalima išmatuoti paprasčiausiai
prijungus jį prie voltmetro ar kitos matavimo sistemos.
1 pav. J tipo termoelementas
Kaip parodyta 1 paveiksle, grandinė naudojant J tipo termoporą ant žvakės temperatūros
matavimas. Dvi termoporos linijos yra sujungtos su duomenų kaupimo variniais gnybtais
prietaisą. Atkreipkite dėmesį, kad šioje grandinėje yra trys metaliniai sujungimai - J1, J2 ir J3. J1 yra
termoporos matavimo taškas, sukuriantis Seebeck įtampą, proporcingą t temperatūraijis
žvakė. Be to, J2 ir J3 kiekvienas turi savo Seebeck koeficientą ir duomenyse
priėmimo terminalas pagamins temperatūrą, proporcingą temperatūros skirtumo įtampai
, vadinama šaltosios pusės įtampa. Norint nustatyti J1 įtampos komponentą, jis yra
būtina žinoti J2 ir J3 kontaktų temperatūrą ir žinoti ryšį tarp
kontaktinė įtampa ir temperatūra. Taigi J1 sankryžos įtampą galima gauti
atėmus J2 ir J3 parazitinės jungties įtampos komponentus iš išmatuotos įtampos.
Termoelementams reikalinga speciali temperatūros nuoroda, kad būtų kompensuota šalta šalčio pusė
sugeneruota klaida. Dažniausiai nustatomas temperatūros jutiklio naudojimas
tiesiogiai perskaityti, kad gautumėte atskaitos jungties temperatūrą, atėmus parazitinės gnybto įtampą
komponentas. Šis procesas, žinomas kaip šalto mazgo kompensavimas, gali supaprastinti šalčio apskaičiavimą
sankryžos kompensavimas naudojant kai kurių termoporų charakteristikas.
Naudodami metalo perėjimo sluoksnio termoporos dėsnį ir kitas prielaidas, galime tai pamatyti
įtampos duomenų surinkimo sistemos matavimas priklauso tik nuo termoporos tipo,
įtampa matavimo gnybte ir šalto jungties temperatūra. Išmatuota įtampa
nepriklauso nuo matavimo laidų ir šaltų gnybtų J2, J3 įtampos komponentų.
2 pav. Metalinio pereinamojo sluoksnio termoporos dėsnis
Apsvarstykite 3 paveiksle pateiktą grandinę. Ši grandinė yra panaši į grandinę, aprašytą 1 paveiksle
aukščiau, išskyrus tai, kad prieš J3 sankryžą įkišamas trumpas vario-nikelio lydinio vielos gabalas.
Visi kontaktai yra vienodos temperatūros. Darant prielaidą, kad J3 ir J4 sankryžos temperatūra yra
tas pats, metalinio pereinamojo sluoksnio termoporos įstatymas teigia, kad 3 paveiksle esanti grandinė yra
elektriškai tas pats, kaip 1 paveiksle esanti grandinė. Todėl bet kuris iš grandinės rezultatų
3 pav. Galima pritaikyti grandinei, parodytai Fig.
3 pav. Papildomo laidininko įterpimas į izoterminę aplinką
3 paveiksle J2 ir J4 kontaktai priklauso tam pačiam tipui (vario-nikelio lydinys); nes jiedu yra
izoterminė aplinka, J2 ir J4 yra ta pati temperatūra. Dėl krypties
srovės grandinėje J4 sukuria teigiamą Seebeck įtampą, J2 Seebeck neigiamą
Įtampa. Todėl kontaktas kompensuoja vienas kito įtaką, matuojant bendrą įtampą
nulis. J1 ir J3 kontaktai yra geležies, vario ir nikelio lydinių kontaktai. Bet jų temperatūra gali būti
skiriasi, nes jų gali nebūti izoterminėje aplinkoje. Nes jie yra skirtingi
temperatūros aplinkoje, J1 ir J3 kontaktai gali sukelti Seebeck įtampą, tačiau dydis skiriasi
. Kad būtų kompensuota šalta jungtis J3, matuojama temperatūra ir taikoma
įtampa atimama iš termoporos matavimo.
Naudojant VJx (Ty) simbolį įtampai, kurią generuoja Jx sankryža esant Ty temperatūrai, naudoti
bendra termoporos problema yra supaprastinta taip:
VPRIEMONĖ= VJ1(TTC) + VJ3(Tnuoroda) (2)
Kur, VMEAS duomenų surinkimo sistema išmatuota įtampos vertė, TTC J1 jungties termoelementas
temperatūros, Trefas nurodė atskaitos temperatūros pusę.
Atkreipkite dėmesį, kad formulėje (2) VJx (Ty) reiškia įtampą, sukurtą Ty temperatūroje
atsižvelgiant į tam tikrą atskaitos temperatūrą. 2 lygtis galioja tol, kol VJ1 ir
VJ3 yra temperatūros funkcijos, susijusios su ta pačia atskaitos temperatūra. Pavyzdžiui, NIST
termoelementų atskaitos lentelė, kaip aprašyta aukščiau, generuojama, kai atskaitos galas laikomas 0
laipsnių Celsijaus.
Kadangi J3 ir J1 yra to paties tipo, tačiau sukuria santykinę įtampą, VJ3 (Tref)=-VJ1 (Tref).
Be to, kadangi VJ1 yra įtampa, kurią sukuria termoporos tipo bandymas, įtampa gali būti
pervadinta į VTC. Todėl 2 tipus galima perrašyti taip:
VPRIEMONĖ= VTC(TTC) - VTC(Tnuoroda) (3)
Todėl, matuodami VMEAS ir Tref, žinokite santykį tarp termoporos įtampos ir
temperatūrą, galite nustatyti termoporos matavimo pusės temperatūrą.
Šaltojo mazgo kompensavimui pasiekti yra dvi technologijos - aparatūros kompensavimas ir
programinės įrangos kompensavimas. Norint gauti abu metodus, reikia naudoti tiesioginio skaitymo jutiklį
atskaitos pusės temperatūra. Tiesioginio skaitymo jutiklis turi įvestį, kurią nustato tik
matavimo taško temperatūra. Dažniausiai naudojami puslaidininkiniai jutikliai, termistoriai ir RTD
matuoti prietaiso atskaitos pusės temperatūrą.
Naudojant aparatūros kompensavimą, kintamos įtampos šaltinį galima įterpti į grandinę, kad jis būtų pašalintas
parazitinė termoelektrinė įtampa. Kintamos įtampos šaltinis sukuria kompensacinę įtampą
atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą, kuri pridedama prie korekcijos įtampos, kad būtų panaikinta
nepageidaujamo temperatūros skirtumo signalas. Pašalinus šiuos parazitinius signalus, vienintelis signalas
išmatuota duomenų kaupimo sistema - tai įtampa, išmatuota matuojant termoporą
. Kompiuterinės įrangos kompensavimo atveju duomenų surinkimo sistemos terminalo temperatūra yra
nekoreliuota, nes parazitinė termoporos įtampa duomenų rinkimo sistemoje buvo
atšauktas. Pagrindinis aparatūros kompensavimo trūkumas yra tas, kad kiekvienas termoelementas turi turėti a
Atskirą kompensavimo grandinę galima pridėti norint pataisyti kompensavimo įtampą, kuri labai padidins
padidinti grandinės kainą. Įprastomis aplinkybėmis aparatūros kompensacija neįjungta
tikslumas ir programinės įrangos kompensavimas.
Arba galite pasirinkti naudoti programinę įrangą šalto mazgo kompensavimui. Panaudoję
Tiesioginio nuskaitymo jutiklis pamatinės pusės temperatūrai matuoti programinė įranga gali pridėti tinkamą
įtampos vertė iki išmatuotos įtampos, kad būtų pašalinta šaltosios pusės įtampos įtaka. Prisimink
(3) kad išmatuota įtampa VMEAS yra lygi įtampos skirtumui matuoti (termoporai)
tarp galinio taško ir šalto mazgo.
Termoporos išėjimo įtampa yra labai nelinijinė. Seebecko koeficientas skiriasi dėl trijų
ar daugiau kai kurių termoporų veikimo temperatūros diapazono veiksnių. Todėl jūs turite naudoti
polinomas, skirtas moduliuoti įtampos ir temperatūros kreivę termoporoje arba naudoti paiešką
stalo metodas.
Prijunkite termoporą prie instrumento
Šiame skyriuje naudojamas NI cDAQ-9172 galinis plokštumas ir NI 9211 C serijos termoporos modulis kaip
pavyzdys. Panaši procedūra taikoma prijungiant termoporas prie skirtingų instrumentų
(žr. 4 paveikslą).
Reikalinga įranga:
DAQ-9172 8 vietų greitaeigis USB pagrindas, skirtas „NI CompactDAQ“
NI 9211 keturių kanalų, 14Sa / s, 24 bitų, ∓ 80 milivoltų termoporos įvesties modulis
J tipo termoelementas
4 paveikslas. NI CompactDAQ sistema
NI 9211 turi 10 polių, nuimamą varžto gnybtų jungtį, kuri suteikia jungtį
iki keturių termoporos įvesties kanalų. Kiekvienas kanalas turi jungties tašką teigiamajam
termoporą, TC + ir ryšį su neigiamuoju terminalu TC-. NI 9211 taip pat turi bendrą
laidų taškas, COM. Paprastai šis prievadas yra viduje prijungtas prie modulio atskaitos žemės
. 5 paveiksle parodyti kiekvieno kanalo laidų priskyrimai, o 6 paveiksle - laidų schema.
5 pav. Terminalo priskyrimas
6 pav. Prijungimo schema
Peržiūrėkite matavimus: NI LabVIEW
Dabar, kai termoelementas yra prijungtas prie bandymo įrangos, galite naudoti grafinę „LabVIEW“
programavimo programinė įranga, skirta duomenims perkelti į kompiuterį vizualizacijai ir analizei atlikti.
7 paveiksle parodytas matuojamos temperatūros duomenų rodymo „LabVIEW“ programoje pavyzdys
aplinka.
Pridėti: Nr. 16, 3 kelias, Sanjiango pramonės zona, Šengdžou, Džedziangas, Kinija
Kontaktas: Ericas Xie
El. Paštas:sale@benoelectric.com
Mob .: +861598895936
„Skype“:ericxie123@outlook.com
„Wechat GG“ stiprintuvas; „Whatsapp“: +8615988295936
Tinklalapis: www.benoindustry.com
