Método de compensación de extremo frío para la medición de la temperatura del termopar

El termopar es un sensor de temperatura de uso común. Utiliza el efecto termoeléctrico y mide la temperatura en función del potencial termoeléctrico generado por la diferencia de temperatura entre los extremos calientes y fríos. Tiene las ventajas de la alta precisión de la medición, la estructura simple y el uso fácil. Se ha utilizado ampliamente en instrumentos de medición de temperatura. El método común de compensación en el extremo frío tiene una estructura compleja, alto ruido y mala linealidad, lo que tendrá un gran impacto en los resultados de la medición.

Nuevo método para la compensación de los termopares en el extremo frío

Principio

Este método mide la temperatura final del frío por PT1000. Después de la conversión A/D, el MCU lo transmite a la computadora host para convertir el valor de resistencia en un valor de voltaje a través del software y agregarlo al voltaje del termopar. Luego, el bloque de compensación se usa para eliminar la influencia del cambio de temperatura del extremo frío, realizando así una compensación. Método de compensación de extremo frío de medición de temperatura de termopar

Diseño de bloque de compensación

El dispositivo principal para la compensación de extremo frío en este método es un bloque de aluminio con buena conductividad térmica.

Método universal de compensación de termocouple frío

Principio de método de compensación de puentes

Entre ellos, R1, R2 y R3 tienen valores de resistencia iguales y están hechos de cobre de manganeso con un coeficiente de temperatura cercano a cero, es decir, su valor de resistencia no cambia con los cambios de temperatura, y RT usa la resistencia térmica PT1000, que está en el mismo campo de temperatura que el extremo frío del termopouple, y su valor de resistencia cambia con cambios de temperatura. Cuando aumenta la temperatura, el valor de resistencia aumenta. Cuando la temperatura final del frío es cero, r 1= r 3= r 2= R1, que puede hacer que la salida del puente cero. Si la temperatura del extremo frío aumenta, el potencial termoeléctrico del termopar disminuirá y causará errores de medición. Sin embargo, en este momento, el valor de resistencia de PT1000 también aumentará con el aumento de la temperatura, luego el puente de compensación pierde el equilibrio y el valor de salida no es cero. El valor de cambio de la salida del puente es igual al valor de cambio del potencial termoeléctrico del termopar, y los dos cambian en direcciones opuestas, luego los dos se cancelan entre sí para que el valor de salida total no cambie con el cambio de la temperatura del extremo frío.

Registro de datos experimentales

Durante el experimento, se usó un generador de voltaje milivoltio para simular el potencial termoeléctrico de un termopar de tipo K. Después de que se completó la conversión A/D en la placa de circuito, se cargó en la computadora host a través de la MCU, y la computadora host convirtió el valor de A/D en temperatura y lo mostró.

Este método tiene requisitos muy altos sobre la precisión de R1, R2 y R3, y la deriva de ruido y temperatura de V+ debe ser pequeña y la estabilidad debe ser alta. Para cumplir con los requisitos experimentales, la corriente del puente debe ser un valor adecuado, y la depuración es difícil. Al realizar mediciones multicanal, es necesario organizar dispositivos multicanal, y la estructura es relativamente compleja.

Se perforan tres agujeros en secuencia y equidistantemente en el eje central horizontal del bloque de aluminio rectangular, y se cortan a lo largo del eje central horizontal. En el proceso de cableado posterior, los dos cables de compensación se presionan hacia la izquierda y a la derecha a través de los agujeros, y el orificio medio a través de la resistencia térmica PT1000. En el proceso de prensado, para garantizar la uniformidad de la conducción de calor, los diámetros de la resistencia térmica y el cable de compensación deben estar consistentes y en contacto con el bloque de compensación, y los materiales aislantes deben ser los mismos.

Diseño de circuito de compensación

El termopar está conectado al bloque de compensación en la caja del instrumento a través del cable de compensación y luego se conecta a la placa de circuito en la caja a través del cable de Cu. El bloque de compensación y el extremo frío del termopar están en la caja de instrumentos. PT1000 se usa para medir la temperatura en la caja de instrumentos, y TC es la temperatura ambiente fuera de la caja de instrumentos.

¿Hay algún efecto de conectar una sección de alambre de cobre en el cable de compensación del termopar?

1. ¡El medio del cable de compensación de termopar se puede soldar con estaño!

2. Si el cable de compensación no es lo suficientemente largo, debe reemplazarse con alambre de cobre, ¡y se debe seguir la "Ley de conductores intermedios"!