Michigan Scientific Corporation (MSC) oferuje różnorodne produkty wzmacniacza termopary. Staramy się spełniać wymagania naszych klientów dotyczące różnych typów termopar, zakresów wejścia/wyjścia oraz dokładności pomiarów. W tej pierwszej z dwuczęściowej serii blogów zaczniemy od zbadania, dlaczego wzmacniacze termopar są niezbędne.
Część pierwsza
Co to jest termopara?
Termopara (TC) to prosty, dwuprzewodowy czujnik, który wytwarza napięcie proporcjonalne do różnicy temperatur między złączem pomiarowym (znajdującym się w miejscu, w którym próbujesz zmierzyć temperaturę) a zimnym złączem (umieszczonym na urządzeniu pomiarowym lub pozyskiwanie danych). Techniczne wyjaśnienie fizyki stojącej za pomiarami termopar można znaleźć w publikacji Michigan Scientific Uwaga techniczna 102-B.
Dlaczego potrzebuję wzmacniaczy termopary?
Stosunek sygnału do szumu
Jedną z zalet wzmacniacza TC jest redukcja szumów. Niewzmocnione sygnały TC mieszczą się w zakresie mili, a nawet mikrowoltów, a zatem są podatne na zakopanie w otaczającym szumie elektrycznym. Jest to szczególnie ważne w przypadku prowadzenia długich przewodów czujnika TC. Wzmacniacze MSC mogą być umieszczone na złączu pomiarowym lub bardzo blisko niego, przekształcając sygnał TC na napięcie o wysokim poziomie i znacznie poprawiając stosunek sygnału do szumu.
Rysunek 1: Niewzmacniana termopara typu K
Rysunek 1 przedstawia dane przechwycone z niewzmocnionej termopary. Skalowanie wynosi 50 mV na segment, więc widzimy, że międzyszczytowy pomiar „haszowania” szumu wynosi około 30 mV. Jest to pomiar temperatury pokojowej, około 25°C, więc niewzmocniony sygnał wynosi około 1 mV. W tym przypadku stosunek sygnału do szumu wynosi 1/30. Należy pamiętać, że ten pomiar został wykonany w środowisku o niskim poziomie hałasu i może być znacznie gorszy.
Rysunek 2: Wzmocniona termopara typu K
Rysunek 2 pokazuje dane przechwycone ze wzmacniacza termopary Michigan Scientific. Ten sam pomiar w temperaturze 25°C jest wzmacniany do około 125 mV, a szum międzyszczytowy jest nieznacznie redukowany do około 25 mV. Poprawia to nasz stosunek sygnału do szumu z 1/30 do 5, co stanowi 150-krotną poprawę.
Kompensacja zimnego złącza
Ponieważ termopary mierzą tylko różnicę temperatur między ich dwoma złączami, pomiar temperatury należy wykonać na zimnym końcu i „dodać” do ogólnego pomiaru. Wszystkie wzmacniacze termopary MSC zapewniają kompensację zimnego złącza i tworzą bezwzględny pomiar temperatury.
Liniowość
Pomiary czujnika termopary są natywnie nieliniowe. Kilka wzmacniaczy termopar MSC zapewnia: wyjście liniowe, zmniejszając potrzebę skomplikowanego przetwarzania końcowego przez użytkownika.
Termopary z pierścieniami ślizgowymi
Ostatnia główna zaleta wzmacniaczy termoparowych jest widoczna podczas łączenia Pomiary TC z zespołem pierścieni ślizgowych. Zespoły pierścieni ślizgowych nie należy montować połączeń wykonanych ze stopów termoelementów, aby jakikolwiek gradient temperatury od połączeń wirnika do stojana nie był uwzględniony w ostatecznym pomiarze. Aby uzyskać bardziej dogłębną analizę tych obliczeń, zapoznaj się z Michigan Scientific Uwaga techniczna 102-B. Dzięki zastosowaniu wzmacniacza po wirującej stronie pomiaru obrotowego, zapewniony jest pomiar bezwzględny, który nie jest podatny na gradienty temperatury.
Poniżej znajduje się film przedstawiający skutki dryftu temperatury podczas korzystania z termopar i zespołu pierścieni ślizgowych oraz sposób, w jaki użycie wzmacniacza wpływa na moc wyjściową.
Czekajcie na część drugą: jak wybrać odpowiedni wzmacniacz do swojego zastosowania