Michigan Scientific Corporation (MSC) tilbyder en række af termoelement forstærker produkter. Vi stræber efter at opfylde vores kunders krav til forskellige termoelementtyper, input/output-områder og målenøjagtighed. I denne første af en todelt blogserie vil vi starte med at undersøge, hvorfor termoelementforstærkere er nødvendige.
Del et
Hvad er et termoelement?
Et termoelement (TC) er en simpel, to-leder sensor, der producerer en spænding, der er proportional med temperaturforskellen mellem måleforbindelsen (placeret på det punkt, hvor du forsøger at føle temperatur) og den kolde overgang (placeret ved måleenheden eller dataindsamling). For en teknisk forklaring af fysikken bag termoelementmålinger henvises til Michigan Scientifics Teknisk note 102-B.
Hvorfor har jeg brug for termoelementforstærkere?
Signal-støjforhold
En fordel ved en TC-forstærker er støjreduktion. Uforstærkede TC-signaler er i milli- eller endda mikrovolt-området og er derfor modtagelige for at blive begravet i omgivende elektrisk støj. Dette gælder især, når du kører lange TC-sensorledninger. MSC-forstærkere kan placeres ved eller meget tæt på målekrydset, hvilket transformerer TC-signalet til en højspænding og i høj grad forbedrer signal-støj-forholdet.
Figur 1: Uamplificeret K-Type termoelement
Figur 1 viser data fanget fra et uforstærket termoelement. Skaleringen er 50 mV pr. segment, så vi kan se, at peak-to-peak-målingen af støj-"hash" er omkring 30 mV. Dette er en rumtemperaturmåling, omkring 25°C, så det uforstærkede signal er omkring 1 mV. I dette tilfælde er signal-til-støj-forholdet 1/30. Husk, at denne måling blev taget i et støjsvagt miljø og kunne være meget værre.
Figur 2: Amplificeret K-Type termoelement
Figur 2 viser data optaget fra en Michigan Scientific termoelementforstærker. Den samme 25°C måling forstærkes til omkring 125 mV, og støjen peak-to-peak er let reduceret til omkring 25 mV. Dette forbedrer vores signal-til-støj-forhold fra 1/30 til 5, en forbedring på 150x.
Cold-Junction-kompensation
Da termoelementer kun måler temperaturforskellen mellem deres to kryds, skal der foretages en temperaturmåling i det kolde kryds og "føjes" til den samlede måling. Alle MSC termoelementforstærkere giver koldforbindelseskompensation og skaber en absolut temperaturmåling.
Linearitet
Termoelementsensormålinger er oprindeligt ikke-lineære. Adskillige MSC termoelementforstærkere giver en lineær output, hvilket reducerer behovet for kompliceret efterbehandling hos brugeren.
Termoelementer med glideringe
Den sidste største fordel ved termoelementforstærkere er tydelig ved kombination TC-mål med en slæberingssamling. Slipring samlinger lever ikke forbindelser lavet af termoelementlegeringer, så enhver temperaturgradient fra rotor til statorforbindelser vil ikke indgå i den endelige måling. For en mere dybdegående undersøgelse af denne beregning henvises til Michigan Scientific's Teknisk note 102-B. Ved at bruge en forstærker på den roterende side af en roterende måling opnås en absolut måling, der ikke er følsom over for temperaturgradienter.
Nedenfor er en video, der viser effekterne af temperaturdrift, mens du bruger termoelementer og en slæberingssamling, og hvordan brugen af en forstærker påvirker outputtet.
Hold øje med del to: Sådan vælger du den rigtige forstærker til din applikation