Schematy włączenia i kompensacji termopar
Jak wiadomo, termopara zawiera dwa złączadlatego, aby prawidłowo i dokładnie zmierzyć temperaturę na jednym (pierwszym) ze złączy, konieczne jest utrzymywanie drugiego (drugiego) złącza w pewnej stałej temperaturze, tak aby zmierzona SEM była wyraźną funkcją temperatury tylko pierwsze skrzyżowanie – główne działające skrzyżowanie.
Aby więc w termicznym obwodzie pomiarowym zachować warunki, w których wykluczony byłby pasożytniczy wpływ pola elektromagnetycznego drugiego („zimne przejście”), konieczne jest jakoś skompensować napięcie na nim w każdym momencie pracy . Jak to zrobić? Jak doprowadzić obwód do takiego stanu, aby zmierzone napięcie termopary zmieniało się tylko w zależności od zmian temperatury pierwszego złącza, niezależnie od aktualnej temperatury drugiego?
Aby uzyskać odpowiednie warunki, można zastosować prosty trik: drugie złącze (miejsca, w których stykają się przewody pierwszego złącza z przyrządem pomiarowym) umieścić w pojemniku z lodowatą wodą - w wannie wypełnionej wodą z lodem wciąż w nim pływa. Tak więc na drugim skrzyżowaniu uzyskujemy praktycznie stałą temperaturę topnienia lodu.
Pozostanie wtedy, monitorując wynikowe napięcie termopary, aby obliczyć temperaturę pierwszego (roboczego) złącza, ponieważ drugie złącze będzie w stanie niezmienionym, napięcie w nim będzie stałe. Cel zostanie ostatecznie osiągnięty, wpływ „zimnego złącza” zostanie zrekompensowany. Ale jeśli to zrobisz, okaże się to uciążliwe i niewygodne.
Najczęściej termopary są nadal stosowane w przenośnych urządzeniach przenośnych, w przenośnych przyrządach laboratoryjnych, więc inna opcja jest łagodna, kąpiel lodowo-wodna oczywiście nam nie odpowiada.
A jest taki inny sposób — metoda kompensacji napięcia ze zmieniającej się temperatury „zimnego złącza”: podłączyć szeregowo do obwodu pomiarowego źródło dodatkowego napięcia, którego EMF będzie miało przeciwny kierunek i wielkość zawsze będzie dokładnie równa SEM „zimnego złącza”.
Jeśli emf „zimnego złącza” jest stale monitorowany przez pomiar jego temperatury w inny sposób niż termopary, wówczas można natychmiast zastosować równy kompensujący emf, zmniejszając całkowite pasożytnicze napięcie przekroju obwodu do zera.
Ale jak można w sposób ciągły mierzyć temperaturę „zimnego złącza”, aby uzyskać ciągłe wartości napięcia do automatycznej kompensacji?
Nadaje się do tego termistor Lub termometr oporowypodłączony do standardowej elektroniki, która automatycznie wygeneruje napięcie kompensacyjne o wymaganej wielkości. I chociaż zimne złącze niekoniecznie jest dosłownie zimne, jego temperatura zwykle nie jest tak ekstremalna jak złącze robocze, więc nawet termistor zwykle jest w porządku.
Specjalne elektroniczne moduły kompensacji „temperatur topnienia lodu” są dostępne dla termopar, których zadaniem jest dostarczanie dokładnie przeciwnego napięcia do obwodu pomiarowego.
Wartość napięcia kompensacyjnego z takiego modułu jest utrzymywana na takiej wartości, aby dokładnie kompensować temperaturę punktów styku termopar prowadzących do modułu.
Temperatura punktów przyłączeniowych (zacisków) jest mierzona za pomocą termistora lub termometru rezystancyjnego, a dokładnie wymagane napięcie jest automatycznie podawane szeregowo w obwodzie.
Niedoświadczonemu czytelnikowi może się to wydawać zbyt dużym kłopotem ze względu na proste dokładne użycie termopary. Być może bardziej celowe i jeszcze łatwiejsze byłoby natychmiastowe użycie termometru rezystancyjnego lub tego samego termistora? Nie, to nie jest prostsze i bardziej celowe.
Termistory i termometry rezystancyjne nie są tak wytrzymałe mechanicznie jak termopary, a także mają mały bezpieczny zakres temperatur roboczych. Faktem jest, że termopary mają wiele zalet, z których dwie są główne: bardzo szeroki zakres temperatur (od -250 ° C do +2500 ° C) i duża szybkość reakcji, która jest dziś nieosiągalna ani przez termistory, ani przez termometry rezystancyjne ani przez inne czujniki.typy w tym samym przedziale cenowym.