שימוש נכון בחוטי פיצוי צמד תרמי במדידת טמפרטורה

חוטי פיצוי של צמד תרמי נמצאו בשימוש נרחב במדידת טמפרטורת הצמד התרמי. אם אתה מבין את העיקרון, הפונקציה, שיטת הפעולה ואמצעי הזהירות של חוטי הפיצוי של הצמד התרמי, אתה יכול לנצל באופן מלא את הפונקציה של חוטי פיצויים של צמד תרמי, אחרת זה יפנה לאחור. בייצור תעשייתי, למרות שמצפיות תרמיות שימשו באופן נרחב כחיישני טמפרטורה למדידת טמפרטורה ובקרה, ואנשים מכירים אותם, אם שיטת השימוש הנכונה אינה מוקדמת לה, זה עלול לגרום לסטייה משמעותית במדידת הטמפרטורה ובקרה, ובמקרים חמורים, לגרום ישירות לאובדן כלכלי. לכן יש להתייחס אליו ברצינות.
1, מבוא לעקרון מדידת הטמפרטורה של צמד תרמי
מעגל המורכב משני חומרים הומוגניים שונים A ו- B נקרא צמד תרמי. א. נקודות המגע המחוברות בשני קצוות החומר B מיוצגות על ידי J1 ו- J2 בהתאמה. אם הטמפרטורה T1 ו- T2 של נקודות המגע של J1 ו- J2 שונות, ייוצר פוטנציאל חשמלי במעגל, המכונה בדרך כלל פוטנציאל תרמו -אלקטרוני. כאשר החומר של תזמון B, גודל הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני תלוי בהבדל הטמפרטורה בין T1 ל- T2, המתבטא על ידי הנוסחה כ-
Eab (t1, t2)=eab (t1)+eba (t2)=eab (t1) -eab (t2) (1)
בנוסחה: חומר EAB (T1, T2) הוא הצמד התרמי של B יש הבדל פוטנציאלי תרמו -אלקטרוני בין טמפרטורות הצומת T1 ו- T2.
EAB (T1) - A הפוטנציאל בנקודה B כאשר הטמפרטורה היא T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A הפוטנציאל בטמפרטורת נקודה B T2 שווה בעוצמה והפך בסימן.
על מנת לאחד חומרי צמד תרמי ולסטנדרטיזציה של סטנדרטים לאומיים רלוונטיים קבעו את ההרכב של חומר צמד תרמי, רכיבי טוהר B וסיפקו את צורת השילוב של חומר b נקראת עם אות יחידה, כמו K- סוג של סוגים, סוגים של} לתיאור נוח של נוחות, נוחות נוחות של נוחות, וכי נוח (ortatip {ortatip {insipative {insipatip {insipative {insipative {insipative attipative aty, כאן כ- t 0, וסוגים שונים של טבלאות כיול צמד תרמי מיועדות להתייחסות וחישוב קלים.
בהשוואה לצורה באיור 1, פורמולה (1) הופכת ל
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
הנוסחה (2) היא הנוסחה המעשית בה אנו משתמשים כיום, כל עוד אנו יודעים T1 T2, EAB (ti, t 0) ו- EAB (T2, T 0) ניתן למצוא מטבלת הסיום.
שני חוטי פיצוי של צמד תרמי
ראשית, בואו ננתח את חוק מוליך החיבור ואת חוק טמפרטורת הביניים של צמד תרמי.
ביישומים מעשיים, תמיד יש מרחק בין מכשירי מדידה לשליטה לבין צמד תרמי. החומרים C ו- D באמצע הם גם שני חומרים הומוגניים. על פי חוק מוליך ביניים בקופלים תרמיים, ניתן לגזור את הביטוי לסך הפוטנציאל שנמדד EZ כדלקמן:
EZ=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
משוואה (3) היא חוק מוליך חיבור הצמד התרמי. אם החיבור אינו נמצא בקטע אחד, ה- EZ הפוטנציאלי הכולל הוא גם הסכום של כל חלק. במדידה, אנו מקווים כי הפוטנציאל הכולל בסוף המדידה הוא צמד התרמי EAB (T1, T2), הנוח לשליטה במדידת המכשירים כדי למנוע יצירת פוטנציאל נוסף על ידי חיבורי ביניים. הביטוי הוא:
Eab (t1, t2)=ez=eab (t1, t3)+eab (t3, t2) (4)
במשוואה (4) מכונה T3 טמפרטורת הביניים, ומכאן שהיא ידועה גם כחוק טמפרטורת הביניים. זה מחייב אותנו למצוא תקליטור חומרי מסוים, המאפיינים שלו הם:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
החומר המספק משוואה (5) נקרא חוט המפצה של הצמד התרמי. מכיוון שישנם סוגים רבים של צמד תרמי, ישנם גם סוגים רבים של חוטי פיצוי צמד תרמי.
3, שגיאות נפוצות בשימוש בחוטי פיצוי ושגיאות שהתקבלו
1. חבר את המסופים החיוביים והשליליים של חוט הפיצוי של הצמד התרמי הפוך עם הצמד התרמי
אם הקטבים החיוביים והשליליים של חוט הפיצוי של הצמד התרמי מחוברים הפוך לקטבים החיוביים והשליליים של הצמד התרמי, והקטבים החיוביים והשליליים של הצמד התרמי מחוברים כראוי לקוטבים החיוביים והשליליים של המכשיר, ולוקחים את הצמד התרמי מסוג K כדוגמה. שגיאה זו נפוצה למדי ביישומים מכיוון שאחרי החיבור, מגמת שינוי הטמפרטורה של האובייקט המבוקר תואמת את מכשיר התצוגה. יתרה מזאת, מוצרים רבים של חוט פיצויים תרמיים יש כיום תיוג שאינו סטנדרטי, מה שמקשה על ההבחנה; חלק מהיצרנים אפילו מתייגים צבעים בצורה לא נכונה. להלן ניתוח השגיאות שנגרמו על ידי מצב זה.
אם מחובר נכון, הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני הכולל שהתקבל על ידי המכשיר הוא
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6)
בגלל שגיאת חיבור, על פי חוק מוליכי הביניים, הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני הכולל שקיבל המכשיר הוא המכשיר הוא
Ez=ek (t1, t3)+ekx (t3, t2) (7)
עבור חוטי פיצויים מורחבים של KX, ישנם
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
חשב את השגיאה שנוצרה על ידי ערך מדידת המכשירים
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
הטמפרטורה בסמוך לתנור התעשייה הכללי גבוהה לפחות 8 מעלות מהטמפרטורה בחדר הבקרה. אז השגיאה המתקבלת היא בדיוק כפול מערך הפיצוי של חוט הפיצוי. עבור צמד תרמי מסוג k, הערך הפוטנציאלי ההפרש הוא בדרך כלל סביב 40c/(μ v), והטמפרטורה המדודה נמוכה בכ- 16 מעלות מהטמפרטורה בפועל. אם טמפרטורת הבקרה מוגדרת על 600 מעלות, הטמפרטורה בפועל צריכה להיות בסביבות 616 מעלות.
מהניתוח לעיל ניתן לראות שכאשר הקטבים החיוביים והשליליים של חוט הפיצוי של הצמד התרמי מתהפכים, זה לא רק לא מצליח לפצות, אלא גם מכפיל את השגיאה בהשוואה לאי חיבור חוט הפיצוי. לפיכך, יש לקחת בחשבון את הקוטביות של חוט הפיצוי בעת חיבורו.
2. מודל חוט הפיצויים המשמש אינו נכון
אם אותו סוג של חוט פיצוי משויך לאותו סוג של צמד תרמי, שגיאות עדיין יתרחשו אם הסוג שנבחר של חוט המפצה אינו נכון. בהנחה שמשתמשים בצמד תרמי מסוג S, נבחר חוט הפיצוי KX של הצמד התרמי מסוג k.
על פי חוק מוליך הביניים, הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני הכולל שהתקבל על ידי המכשיר הוא
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
אם השימוש נכון בחוט המפצה SC משמש כראוי מבלי לשקול את הטעות העצמית של החוט המפצה, הפוטנציאל הכולל שנמדד על ידי המכשיר הוא EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
עקב בחירת חוט הפיצוי הלא נכון, ערך המדידה של המכשיר הביא לשגיאות כפי שמוצג במשוואות (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
אם טמפרטורת העבודה של הצמד התרמי מסוג S היא 900 מעלות וטמפרטורת הסביבה בחדר הבקרה היא 25 מעלות, עדיין על פי T 3-- t 2==8 מידה, בדוק את טבלאות הכיול S-Pair ו- K
Ekx (t3, t2) -es (t3, t2) =0. 278mv
הטמפרטורה הנמדדת על ידי המכשיר גבוהה מהטמפרטורה בפועל. אם המכשיר נשלט על 900 מעלות, הערך בפועל הוא 875.1 מעלות בלבד, עם שגיאה של 24.9 מעלות.
אם הקוטביות מתהפכת שוב במצב לעיל, ערך מדידת המכשירים יהיה גבוה יותר. כאשר המכשיר מציג 900 מעלות, הטמפרטורה בפועל היא 933.2 מעלות, עם שגיאה של 33.2 מעלות.
3. ערבוב חוטי פיצוי עם חוטים רגילים
ביישומים מעשיים, לעתים קרובות נמצא כי חוטים רגילים משמשים לחיבור חוטים מפצים בגלל אורך לא מספיק, או שקטע של חוט רגיל מחובר לאחר פריצת החוט המפצה.
4, אמצעי זהירות לשימוש בחוטי פיצוי
1. בחירת חוטי פיצויים
יש לבחור נכון את חוט הפיצוי בהתאם לסוג הצמד התרמי המשמש והאירוע בו הוא משמש.
2. חיבור ליצירת קשר
נסה לשמור על הטמפרטורה של שתי נקודות המגע קרוב ככל האפשר למסוף הצמד התרמי. הטמפרטורה בנקודת החיבור עם מסוף המכשירים צריכה להיות קרובה ככל האפשר. באזורים שבהם יש מאוורר בארון המכשירים, יש להגן על נקודות המגע כדי למנוע את המאוורר לנשוף ישירות לנקודות המגע.
3. השתמש באורך
מכיוון שהאות של הצמד התרמי נמוך מאוד, ברמת המיקרו -וולט, אם משתמשים בהם במרחק ארוך, הנחתת האות והפרעות חשמליות חזקות בסביבה עלולות לגרום לעיוות של אות הצמד התרמי, וכתוצאה מכך מדידת טמפרטורה לא מדויקת ובקרה. במקרים חמורים, תנודות טמפרטורה עשויות להתרחש במהלך השליטה. בהתבסס על ניסיון, בדרך כלל עדיף לשלוט על אורך חוט הפיצוי של הצמד התרמי בטווח של 15 מטר. אם הוא עולה על 15 מטר, מומלץ להשתמש במשדר טמפרטורה כדי להעביר את האות. משדר הטמפרטורה ממיר את הערך הפוטנציאלי המתאים לטמפרטורה לזרם ישיר להעברה, ובעל יכולת אנטי-אינטר-ועידה חזקה.