Michigan Scientific Corporation (MSC) cung cấp nhiều loại sản phẩm bộ khuếch đại cặp nhiệt điện. Chúng tôi cố gắng đáp ứng các yêu cầu của khách hàng về các loại cặp nhiệt điện khác nhau, phạm vi đầu vào / đầu ra và độ chính xác của phép đo. Trong phần đầu tiên của loạt bài blog gồm hai phần này, chúng ta sẽ bắt đầu với việc tìm hiểu lý do tại sao bộ khuếch đại cặp nhiệt điện lại cần thiết.
Phần một
Cặp nhiệt điện là gì?
Cặp nhiệt điện (TC) là một cảm biến đơn giản, hai dây tạo ra điện áp tỷ lệ với sự chênh lệch nhiệt độ giữa điểm giao nhau đo (nằm ở điểm bạn đang cố gắng cảm nhận nhiệt độ) và điểm giao nhau lạnh (nằm ở thiết bị đo hoặc thu thập dữ liệu). Để có giải thích kỹ thuật về vật lý đằng sau các phép đo cặp nhiệt điện, hãy tham khảo Michigan Scientific's Ghi chú công nghệ 102-B.
Tại sao tôi cần bộ khuếch đại cặp nhiệt điện?
Signal-to-Noise Ratio
Một ưu điểm của bộ khuếch đại TC là Giảm tiếng ồn. Tín hiệu TC chưa được kiểm chứng nằm trong dải mili hoặc thậm chí microvolt, và do đó dễ bị chôn vùi trong nhiễu điện xung quanh. Điều này đặc biệt đúng khi chạy dây cảm biến TC dài. Bộ khuếch đại MSC có thể được đặt tại hoặc rất gần điểm giao nhau đo, biến đổi tín hiệu TC thành điện áp mức cao và cải thiện đáng kể tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu.
Hình 1: Cặp nhiệt điện loại K chưa được kiểm chứng
Hình 1 hiển thị dữ liệu được thu thập từ một cặp nhiệt điện không xác thực. Tỷ lệ là 50 mV trên mỗi đoạn, vì vậy chúng ta có thể thấy rằng phép đo từ đỉnh đến đỉnh của tiếng ồn “băm” là khoảng 30 mV. Đây là phép đo nhiệt độ phòng, khoảng 25 ° C, vì vậy tín hiệu không được xác minh là khoảng 1 mV. Trong trường hợp này, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu là 1/30. Hãy nhớ rằng phép đo này được thực hiện trong môi trường ít tiếng ồn và có thể tệ hơn nhiều.
Hình 2: Cặp nhiệt điện loại K khuếch đại
Hình 2 hiển thị dữ liệu thu được từ bộ khuếch đại cặp nhiệt điện Michigan Scientific. Phép đo 25 ° C tương tự được khuếch đại lên khoảng 125 mV và tiếng ồn từ đỉnh đến đỉnh giảm nhẹ xuống còn khoảng 25 mV. Điều này cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu của chúng tôi từ 1/30 lên 5, cải thiện 150 lần.
Sự bù đắp mối nối lạnh
Vì cặp nhiệt điện chỉ đo chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm giao nhau của chúng, nên một phép đo nhiệt độ phải được thực hiện tại điểm nối lạnh và “thêm” vào phép đo tổng thể. Tất cả các bộ khuếch đại cặp nhiệt điện MSC đều cung cấp khả năng bù tiếp điểm lạnh và tạo ra đo nhiệt độ tuyệt đối.
Tuyến tính
Các phép đo cảm biến cặp nhiệt là phi tuyến tính. Một số bộ khuếch đại cặp nhiệt điện MSC cung cấp đầu ra tuyến tính, giảm nhu cầu xử lý hậu kỳ phức tạp của người dùng.
Cặp nhiệt điện có vòng trượt
Ưu điểm chính cuối cùng của bộ khuếch đại cặp nhiệt điện là rõ ràng khi kết hợp Các phép đo TC với cụm vòng trượt. Cụm vòng trượt không cung cấp các kết nối làm bằng hợp kim của cặp nhiệt điện, vì vậy bất kỳ độ dốc nhiệt độ nào từ các kết nối rôto đến stato sẽ không được đưa vào phép đo cuối cùng. Để kiểm tra chuyên sâu hơn về phép tính này, hãy tham khảo Michigan Scientific's Ghi chú công nghệ 102-B. Bằng cách sử dụng bộ khuếch đại trên mặt quay của phép đo quay, một phép đo tuyệt đối được cung cấp không dễ bị ảnh hưởng bởi các gradient nhiệt độ.
Dưới đây là video cho thấy ảnh hưởng của sự chênh lệch nhiệt độ khi sử dụng cặp nhiệt điện và cụm vòng trượt và cách sử dụng bộ khuếch đại ảnh hưởng đến đầu ra.
Hãy theo dõi Phần Hai: Cách Chọn Bộ khuếch đại Chính xác cho Ứng dụng của Bạn