Зачем мне нужны усилители термопар?

Michigan Scientific Corporation (MSC) предлагает широкий выбор продукты усилителя термопары. Мы стремимся удовлетворить требования наших клиентов в отношении различных типов термопар, диапазонов ввода / вывода и точности измерений. В этой первой из серии блогов, состоящей из двух частей, мы начнем с изучения того, зачем нужны усилители термопар.

Первая часть

Что такое термопара?

Термопара (ТС) - это простой двухпроводной датчик, который выдает напряжение, пропорциональное разнице температур между измерительным спаем (расположенным в точке, где вы пытаетесь измерить температуру) и холодным спаем (расположенным на измерительном устройстве или получение данных). Техническое объяснение физики, лежащей в основе измерений термопар, можно найти в Michigan Scientific's Техническая записка 102-B.

Зачем мне нужны усилители термопар?

Отношение сигнал / шум

Одно из преимуществ усилителя TC: подавление шума. Неусиленные сигналы ТС находятся в диапазоне милли- или даже микровольт и, следовательно, подвержены влиянию окружающих электрических шумов. Это особенно актуально при прокладке длинных проводов датчика TC. Усилители MSC могут быть расположены на измерительном переходе или очень близко к нему, преобразуя сигнал TC в напряжение высокого уровня и значительно улучшая отношение сигнал / шум.

Термопара типа K без усиления

Рисунок 1: Термопара типа K без усиления

Рисунок 1 показывает данные, полученные от термопары без усиления. Масштабирование составляет 50 мВ на сегмент, поэтому мы можем видеть, что размах измерения шумового «хеша» составляет около 30 мВ. Это измерение комнатной температуры, около 25 ° C, поэтому неусиленный сигнал составляет около 1 мВ. В этом случае отношение сигнал / шум составляет 1/30. Имейте в виду, что это измерение было проведено в среде с низким уровнем шума и могло быть намного хуже.

Усиленная термопара типа K

Рисунок 2: Усиленная термопара типа K

Рисунок 2 показаны данные, полученные с усилителя термопары Michigan Scientific. То же измерение при 25 ° C усиливается примерно до 125 мВ, а размах шума немного снижается до примерно 25 мВ. Это улучшает отношение сигнал / шум с 1/30 до 5, то есть в 150 раз.

Компенсация холодного спая

Поскольку термопары измеряют только разницу температур между двумя спаями, измерение температуры должно производиться на холодном спайе и «добавляться» к общему измерению. Все усилители термопар MSC обеспечивают компенсацию холодного спая и создают абсолютное измерение температуры.

линейность

Измерения термопарным датчиком по своей природе нелинейны. Несколько усилителей термопар MSC обеспечивают линейный выход, уменьшая потребность в сложной пост-обработке со стороны пользователя.

Термопары с контактными кольцами

Последнее главное преимущество усилителей термопар проявляется при совмещении Измерения TC с помощью токосъемного кольцаУзлы контактных колец не предусматривайте соединения из сплавов для термопар, поэтому температурный градиент между соединениями ротора и статора не будет учитываться при окончательном измерении. Для более подробного изучения этого расчета обратитесь к Michigan Scientific's Техническая записка 102-B. Используя усилитель на вращающейся стороне вращающегося измерения, обеспечивается абсолютное измерение, которое не подвержено температурным градиентам.

Ниже приведено видео, демонстрирующее влияние температурного дрейфа при использовании термопар и контактного кольца в сборе, а также то, как использование усилителя влияет на выходной сигнал.

Следите за обновлениями, мы расскажем о второй части: как выбрать усилитель, подходящий для вашего приложения