วิธีการวัดเทอร์โมคัปเปิล
ภาพรวมอุณหภูมิและเทอร์โมคัปเปิล
อุณหภูมิเป็นพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคในการวัดตัวอย่างวัตถุ
หน่วยมาตรฐานคือ "ปริญญา" อุณหภูมิสามารถวัดได้หลายวิธีและค่าใช้จ่ายและ
ความแม่นยําของการวัดอาจแตกต่างกันไป เทอร์โมคัปเปิลเป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่พบมากที่สุด
เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลมีราคาไม่แพงและแม่นยําและมีค่อนข้างกว้าง
ช่วงการวัดของ
เมื่อใดก็ตามที่สองหน้าสัมผัสโลหะที่แตกต่างกัน, ประกอบจุดสัมผัสผลิตที่ต่ํากว่าไม่มี- โหลดแรงดันไฟฟ้า
เป็นหน้าที่ของอุณหภูมิซึ่งเป็นผลเทอร์โมอิเล็กทริก ความแตกต่างของอุณหภูมิคือ
แรงดันไฟฟ้า Seebeck ถึง 1821 พบปรากฏการณ์ของนักฟิสิกส์ Thomas Seebeck ชื่อ แรงดันไฟฟ้านี้
ไม่ใช่เชิงเส้นเกี่ยวกับอุณหภูมิ แต่สามารถประมาณได้ว่าเป็นเชิงเส้นสําหรับขนาดเล็ก
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ หรือ
โดยที่ ΦV คือการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า S คือค่าสัมประสิทธิ์ Seebeck และ ΦT คือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
เทอร์โมคัปเปิลมีให้เลือกหลายประเภทและระบุเป็นตัวอักษรขนาดใหญ่ตาม
อนุสัญญาสถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกัน (ANSI) ตัวอย่างเช่นเทอร์โมคัปเปิลชนิด J
ประกอบด้วยตัวนําเหล็กและตัวนําโลหะผสมทองแดงนิกเกิล เทอร์โมคัปเปิลชนิดอื่น ๆ
ได้แก่ B,, K, N, R, S และ T
วิธีการวัดเทอร์โมคัปเปิล
ความรู้เบื้องหลัง
เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีการวัดเทอร์โมคัปเปิลสิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจ
เทอร์โมคัปเปิลทํางานอย่างไร ส่วนแรกของเอกสารนี้จะอธิบายหลักการพื้นฐานของ
เทอร์โมคัปเปิลส่วนหลังของเทอร์โมคัปเปิลจะอธิบายวิธีการบรรลุการเชื่อมต่อ
ระหว่างเครื่องมือและวิธีการวัดอุณหภูมิ
เทอร์โมคัปเปิลแรงดันไฟฟ้า Seebeck หากเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบการวัดจะเชื่อมต่อกับ
ระบบการวัดและสร้างเทอร์โมคัปเปิลเพิ่มเติม สิ่งนี้ไม่สามารถวัดได้โดยง่ายๆ
เชื่อมต่อกับโวลต์มิเตอร์หรือระบบการวัดอื่น ๆ
รูปที่ 1. เทอร์โมคัปเปิลชนิด J
ดังแสดงในรูปที่ 1 วงจรที่ใช้เทอร์โมคัปเปิลชนิด J บนอุณหภูมิเทียน
วัด เทอร์โมคัปเปิลสองสายเชื่อมต่อกับขั้วทองแดงของการเก็บข้อมูล
อุปกรณ์ โปรดทราบว่ามีการเชื่อมต่อโลหะสามแบบในวงจรนี้ - J1, J2 และ J3 J1 คือ
จุดวัดเทอร์โมคัปเปิลผลิตแรงดันไฟฟ้า Seebeck ตามสัดส่วนของอุณหภูมิของ tเขา
เทียน นอกจากนี้ J2 และ J3 แต่ละคนมีสัมประสิทธิ์ Seebeck ของตัวเองและในข้อมูล
ขั้วซื้อจะผลิตอุณหภูมิตามสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าความแตกต่างของอุณหภูมิ
ที่รู้จักกันเป็นเย็น- ด้านแรงดันไฟฟ้าของ เพื่อกําหนดส่วนประกอบแรงดันไฟฟ้าของ J1 มันเป็น
จําเป็นต้องรู้อุณหภูมิของการติดต่อ J2 และ J3 และทราบความสัมพันธ์ระหว่าง
แรงดันไฟฟ้าติดต่อและอุณหภูมิ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของแยก J1 สามารถรับได้โดย
การลบส่วนประกอบแรงดันไฟฟ้าของจุดเชื่อมต่อกาฝาก J2 และ J3 ออกจากแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้
เทอร์โมคัปเปิลต้องการการอ้างอิงอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจงเพื่อชดเชยด้านเย็นของ
ข้อผิดพลาดเกิดขึ้น วิธีการที่กําหนดไว้มากที่สุดคือการใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิที่สามารถ
อ่านโดยตรงเพื่อรับอุณหภูมิจุดเชื่อมต่ออ้างอิงลบแรงดันไฟฟ้าขั้วกาฝาก
คอม โพ เนนต์ กระบวนการนี้เรียกว่าการชดเชยทางแยกเย็นสามารถทําให้การคํานวณความเย็นง่ายขึ้น
การชดเชยทางแยกโดยใช้ลักษณะของเทอร์โมคัปเปิลบางอย่าง
ด้วยการใช้กฎเทอร์โมคัปเปิลของชั้นการเปลี่ยนโลหะและสมมติฐานอื่น ๆ เราจะเห็นได้
การวัดระบบเก็บข้อมูลแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับชนิดของเทอร์โมคัปเปิลเท่านั้น
แรงดันไฟฟ้าที่สถานีวัดและอุณหภูมิแยกเย็น แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้
เป็นอิสระจากส่วนประกอบแรงดันไฟฟ้าของตัวนําการวัดและขั้วเย็น J2, J3
รูปที่ 2. กฎหมายเทอร์โมคัปเปิลชั้นเปลี่ยนโลหะ
พิจารณาวงจรในรูปที่ 3 วงจรนี้คล้ายกับวงจรที่อธิบายไว้ในรูปที่ 1
ด้านบนยกเว้นว่าลวดโลหะผสมทองแดงนิกเกิลชิ้นสั้นถูกแทรกก่อนแยก J3
หน้าสัมผัสทั้งหมดอยู่ที่อุณหภูมิเดียวกัน สมมติว่าอุณหภูมิแยก J3 และ J4 เป็น
เดียวกัน, โลหะเปลี่ยนชั้นเทอร์โมคัปเปิลกฎหมายระบุว่าวงจรในรูปที่ 3 เป็น
ไฟฟ้าเหมือนกับวงจรในรูปที่ 1 ดังนั้นผลลัพธ์ใด ๆ ของวงจรของ
รูปที่ 3 สามารถนําไปใช้กับวงจรที่แสดงในรูปมะเดื่อ
รูปที่ 3. การใส่ตัวนําเพิ่มเติมในสภาพแวดล้อม isothermal
รูปที่ 3 หน้าสัมผัส J2 และ J4 เป็นของชนิดเดียวกัน (โลหะผสมทองแดงนิกเกิล); เพราะทั้งสองอยู่ใน
สภาพแวดล้อม isothermal, J2 และ J4 เป็นอุณหภูมิเดียวกัน เพราะทิศทางของ
กระแสในวงจร J4 ผลิตแรงดันไฟฟ้าบวก Seebeck, J2 ผลิตเชิงลบ Seebeck
แรง ดัน ไฟฟ้า ดังนั้นการติดต่อชดเชยอิทธิพลของแต่ละอื่น ๆ การวัดแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดคือ
ศูนย์ หน้าสัมผัส J1 และ J3 เป็นหน้าสัมผัสโลหะผสมเหล็กทองแดงนิกเกิล แต่อุณหภูมิของพวกเขาอาจจะ
แตกต่างกันเนื่องจากอาจไม่ได้อยู่ในสภาพแวดล้อม isothermal เพราะพวกเขาอยู่ในที่แตกต่างกัน
สภาพแวดล้อมอุณหภูมิ, j1และj3ติดต่อสามารถผลิตแรงดันไฟฟ้า seebeck, แต่ขนาดจะแตกต่างกัน
. เพื่อชดเชยการเชื่อมต่อเย็น J3 อุณหภูมิจะถูกวัดและใช้
แรงดันไฟฟ้าจะถูกลบออกจากการวัดเทอร์โมคัปเปิล
การใช้สัญลักษณ์ VJx (Ty) เพื่อแสดงแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากจุดเชื่อมต่อ Jx ที่อุณหภูมิ Ty
ปัญหาเทอร์โมคัปเปิลทั่วไปนั้นง่ายขึ้นดังนี้:
VMEAS ประมาณว่า= Vเจ 1(ทีTc) + Vเจ 3(ทีอ้าง อิง) (2)
ที่ไหนระบบเก็บข้อมูล VMEAS ที่ค่าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้เทอร์โมคัปเปิลแยก TTC J1
อุณหภูมิ Tref กล่าวว่าด้านอ้างอิงของอุณหภูมิ
โปรดทราบว่าในสูตร (2), VJx (Ty) หมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในอุณหภูมิ Ty
สภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิอ้างอิงที่แน่นอน สมการที่ 2 จะถือตราบเท่าที่ VJ1 และ
VJ3 เป็นฟังก์ชันอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิอ้างอิงเดียวกัน ตัวอย่างเช่น NIST
ตารางอ้างอิงเทอร์โมคัปเปิลตามที่อธิบายไว้ข้างต้นถูกสร้างขึ้นด้วยปลายอ้างอิงที่จัดขึ้นที่ 0
องศาเซลเซียส
เนื่องจาก J3 และ J1 เป็นชนิดเดียวกัน แต่ผลิตแรงดันไฟฟ้าสัมพัทธ์ VJ3 (Tref) = -VJ1 (Tref)
นอกจากนี้เนื่องจาก VJ1 เป็นแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการทดสอบประเภทเทอร์โมคัปเปิลแรงดันไฟฟ้าสามารถ
เปลี่ยนชื่อเป็น VTC ดังนั้นสามารถเขียนใหม่ 2 ประเภทได้ดังนี้:
VMEAS ประมาณว่า= VTc(ทีTc- VTc(ทีอ้าง อิง) (3)
ดังนั้นโดยการวัด VMEAS และ Tref รู้ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าเทอร์โมคัปเปิลและ
อุณหภูมิคุณสามารถกําหนดอุณหภูมิของด้านการวัดเทอร์โมคัปเปิล
มีสองเทคโนโลยีเพื่อให้บรรลุการชดเชยทางแยกเย็น - การชดเชยฮาร์ดแวร์และ
การชดเชยซอฟต์แวร์ ทั้งสองเทคนิคต้องใช้เซ็นเซอร์ที่อ่านโดยตรงเพื่อรับ
อ้างอิง- ด้านอุณหภูมิของ เซ็นเซอร์อ่านโดยตรงมีอินพุตที่กําหนดโดย
อุณหภูมิของจุดวัด เซ็นเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เทอร์มิสเตอร์และ RTDs มักใช้
เพื่อวัดอุณหภูมิของด้านอ้างอิงของเครื่องมือ
ใช้การชดเชยฮาร์ดแวร์แหล่งแรงดันไฟฟ้าตัวแปรสามารถใส่เข้าไปในวงจรเพื่อลบ
แรงดันไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกกาฝาก แหล่งแรงดันไฟฟ้าตัวแปรสร้างแรงดันไฟฟ้าชดเชย
ตามอุณหภูมิแวดล้อม, ซึ่งจะถูกเพิ่มเข้าไปในแรงดันไฟฟ้าการแก้ไขที่จะยกเลิก
สัญญาณความแตกต่างของอุณหภูมิที่ไม่พึงประสงค์ เมื่อสัญญาณปรสิตเหล่านี้ถูกลบออกสัญญาณเดียว
วัดโดยระบบเก็บข้อมูลเป็นแรงดันไฟฟ้าที่วัดจากการวัดเทอร์โมคัปเปิล
. ในกรณีของการชดเชยฮาร์ดแวร์อุณหภูมิของเทอร์มินัลระบบเก็บข้อมูลคือ
ไม่เกี่ยวข้องเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเทอร์โมคัปเปิลปรสิตในระบบเก็บข้อมูลได้รับ
ยก เลิก ข้อเสียเปรียบหลักของการชดเชยฮาร์ดแวร์คือเทอร์โมคัปเปิลแต่ละตัวต้องมี
วงจรชดเชยแยกต่างหากสามารถเพิ่มเพื่อแก้ไขแรงดันไฟฟ้าชดเชยซึ่งจะอย่างมาก
เพิ่มค่าใช้จ่ายของวงจร ภายใต้สถานการณ์ปกติ การชดเชยฮาร์ดแวร์ไม่ได้เปิด
ความถูกต้องและการชดเชยซอฟต์แวร์
หรือคุณสามารถเลือกที่จะใช้ซอฟต์แวร์สําหรับการชดเชยทางแยกเย็น หลังจากใช้
โดยตรง- อ่านเซ็นเซอร์ในการวัดการอ้างอิง- ด้านอุณหภูมิ, ซอฟต์แวร์ที่สามารถผนวกที่เหมาะสม
ค่าแรงดันไฟฟ้าต่อแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้เพื่อกําจัดอิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าด้านเย็น จำ
(3)ที่วัดแรงดันไฟฟ้าvmeasเท่ากับ( เทอร์โมคัปเปิล) วัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า
ระหว่างจุดสิ้นสุดและทางแยกเย็น
แรงดันเอาต์พุตเทอร์โมคัปเปิลสูงไม่ใช่เชิงเส้น ค่าสัมประสิทธิ์ Seebeck แตกต่างกันไปเนื่องจากสาม
หรือมากกว่าปัจจัยในช่วงอุณหภูมิการทํางานของบางเทอร์โมคัปเปิลของ ดังนั้น คุณต้องใช้
โพลิโนมิกเพื่อสร้างแบบจําลองแรงดันไฟฟ้าเทียบกับเส้นโค้งอุณหภูมิในเทอร์โมคัปเปิลหรือใช้การมองขึ้น
วิธีการตาราง
เชื่อมต่อเทอร์โมคัปเปิลกับเครื่องมือ
ส่วนนี้ใช้แบ็คเพลน NI cDAQ-9172 และโมดูลเทอร์โมคัปเปิลซีรีส์ NI 9211 C เป็น
ตัว อย่าง เช่น ขั้นตอนที่คล้ายกันใช้สําหรับการเชื่อมต่อเทอร์โมคัปเปิลกับเครื่องมือต่าง ๆ
(ดูรูปที่ 4)
อุปกรณ์ที่จําเป็น:
DAQ-9172 แบ็คเพลน USB ความเร็วสูง 8 ช่องสําหรับ NI CompactDAQ
NI 9211 โมดูลอินพุตเทอร์โมคัปเปิล 14Sa / s, 24 ∓ 80 มิลลิโวล
เทอร์โมคัปเปิลชนิด J
รูปที่ 4. ระบบ NI CompactDAQ
NI 9211 มีขั้วต่อขั้วสกรูแบบถอดแยกได้ 10 ขั้วที่ให้การเชื่อมต่อสําหรับ
ถึงสี่ช่องอินพุตเทอร์โมคัปเปิลของ แต่ละช่องสัญญาณมีจุดเชื่อมต่อสําหรับแง่บวก
เทอร์โมคัปเปิล, TC + และการเชื่อมต่อกับขั้วลบ TC- NI 9211 ยังมีทั่วไป
จุดเดินสายไฟ, comของปกติพอร์ตนี้เชื่อมต่อภายในกับพื้นดินอ้างอิงของโมดูล
. รูปที่ 5 แสดงการกําหนดการเดินสายไฟสําหรับแต่ละช่อง และรูปที่ 6 แสดงแผนภาพการเดินสายไฟ
รูปที่ 5. การกําหนดเทอร์มินัล
รูปที่ 6. ไดอะแกรมการเชื่อมต่อ
ดูการวัดของคุณ: NI LabVIEW
ตอนนี้เทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ทดสอบแล้วคุณสามารถใช้กราฟิก LabVIEW ได้
ซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรมเพื่อถ่ายโอนข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์สําหรับการแสดงภาพและการวิเคราะห์
รูปที่ 7 แสดงตัวอย่างการแสดงข้อมูลอุณหภูมิที่วัดได้ในการเขียนโปรแกรม LabVIEW
สภาพ แวด ล้อม
เพิ่ม: ไม่มีของ16,ถนน3,ซานเจียงโซนอุตสาหกรรม, เสิ่นโจว, เจ้อเจียง, ประเทศจีน
รายชื่อผู้ติดต่อ: ericxie
อีเมล:sale@benoelectric.com
ม็อบ: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat & Whatsapp: +8615988295936
เว็บไซต์: wwwของ benoindustry.com
