Michigan Scientific Corporation (MSC) erbjuder en mängd olika termoelement förstärkare produkter. Vi strävar efter att möta våra kunders krav på olika termoelementtyper, ingångs-/utgångsintervall och mätnoggrannhet. I denna första av en tvådelad bloggserie kommer vi att börja med att undersöka varför termoelementförstärkare är nödvändiga.
Del ett
Vad är ett termoelement?
Ett termoelement (TC) är en enkel, tvåtrådssensor som producerar en spänning som är proportionell mot temperaturskillnaden mellan mätövergången (placerad vid den punkt där du försöker känna av temperatur) och den kalla korsningen (placerad vid mätanordningen eller datainsamling). För en teknisk förklaring av fysiken bakom termoelementmätningar, se Michigan Scientifics Tech Note 102-B.
Varför behöver jag termoelementförstärkare?
Signal-brusförhållande
En fördel med en TC-förstärkare är brusreducering. Oförstärkta TC-signaler är i milli- eller till och med mikrovoltsområdet och är därför känsliga för att begravas i omgivande elektriskt brus. Detta gäller särskilt när man kör långa TC-sensortrådar. MSC-förstärkare kan placeras vid, eller mycket nära, mätkorsningen, omvandla TC-signalen till en högnivåspänning och avsevärt förbättra signal-brusförhållandet.
Figur 1: Oförstärkt termoelement av K-typ
Figur 1 visar data från ett oförstärkt termoelement. Skalningen är 50 mV per segment, så vi kan se att topp-till-topp-mätningen av brusets "hash" är cirka 30 mV. Detta är en rumstemperaturmätning, runt 25°C, så den oförstärkta signalen är cirka 1 mV. I detta fall är signal-brusförhållandet 1/30. Tänk på att denna mätning gjordes i en miljö med låg ljudnivå och kan vara mycket värre.
Figur 2: Förstärkt termoelement av K-typ
Figur 2 visar data från en Michigan Scientific termoelementförstärkare. Samma 25°C-mätning förstärks till cirka 125 mV, och brustopp-till-topp är något reducerat till cirka 25 mV. Detta förbättrar vårt signal-brusförhållande från 1/30 till 5, en 150x förbättring.
Cold-Junction-kompensation
Eftersom termoelement endast mäter temperaturskillnaden mellan sina två korsningar, måste en temperaturmätning göras vid den kalla korsningen och "läggs till" till den totala mätningen. Alla MSC termoelementförstärkare ger kallövergångskompensation och skapar en absolut temperaturmätning.
linjäritet
Termoelementsensormätningar är naturligt icke-linjära. Flera MSC termoelementförstärkare ger en linjär utgång, vilket minskar behovet av komplicerad efterbearbetning av användaren.
Termoelement med glidringar
Den sista största fördelen med termoelementförstärkare är uppenbar vid kombination TC-mått med en släpringsenhet. Släpringsenheter tillhandahåll inte anslutningar gjorda av termoelementlegeringar, så eventuell temperaturgradient från rotorn till statoranslutningarna kommer inte att inkluderas i den slutliga mätningen. För en mer djupgående undersökning av denna beräkning, se Michigan Scientifics Tech Note 102-B. Genom att använda en förstärkare på den snurrande sidan av en roterande mätning tillhandahålls en absolut mätning som inte är känslig för temperaturgradienter.
Nedan är en video som visar effekterna av temperaturdrift när man använder termoelement och en släpringsenhet och hur användningen av en förstärkare påverkar utsignalen.
Håll ögonen öppna för del två: Hur man väljer rätt förstärkare för din applikation