Линеаризация термопары. Методы

В процессе эксплуатации термопары в своем диапазоне температур можно получить пропорциональную зависимость между напряжением термопары и температурой. И нет никаких сомнений в том, что эта зависимость является линейной.

Но изначально, показания большинство термопар являются крайне нелинейными в диапазоне их рабочих температур. Чтобы получить точные данные о температуре, необходимо преобразовать не линейное напряжение термопары в единицы измерения температуры. Этот процесс называется линеаризация термопары.

Линеаризация термопары

Для линеаризации термопар широко применяются несколько методов. Одно из решений, со стороны низких, — ограничение рабочего диапазона до того значения, при котором показание термопары все еще является линейной.

Другое решение — использование специальных разъемов термопар (системы, интегрированные или модули), предназначенные для реализации линеаризации. Как правило, ни один из этих методов не является подходящим для экономичных многоточечных систем сбора данных.

Линеаризация термопарыВ дополнение к линеаризации термопар в аналоговой области, можно сделать такую ​​операцию и в цифровой области. Это достигается либо путем линейной аппроксимации (с использованием таблиц) или арифметическое приближение, или в некоторых случаях, комбинацию обоих методов.

Чтобы продемонстрировать, как это осуществляется типичная линеаризация термопары в цифровой области, давайте рассмотрим простой пример.

Предположим, что горячий контакт термопары находится в горячей воде при температуре 100 ° С и холодный контакт, расположенный рядом с измерительным прибором имеет комнатную температуру 25 ° С. Конечно, система должна в конечном счете, в результате измерения определить значение в 100 ° С.

 Ниже приведены шаги, которые приводят к такому результату. Следующее уравнение определяет измеряемую величину выходного сигнала термопары:

Vизмеренный = Vгорячий – Vхолодный,

где:

  • Vизмеренный — напряжение измеряется с помощью системы сбора данных
  • Vгорячий — напряжение горячего контакта из таблицы данных
  • Vхолодный холодный контакт напряжение считывается из справочной таблицы.

В соответствии с таблицами по термопаре типа J:

  • Vгорячий (100°C) = 5,278 мв
  • Vхолодный (25°C) = 1,019 мв

Таким образом, напряжение, измеренное с помощью прибора сбора данных будет:

  • Vизмеренный = 5,268 — 1,019 = 4,249 мв

Но на практике мы не знаем температуры горячего спая (100°C), поэтому выполняется обратный процесс. Устройство сбора данных получает два показания напряжения: первое от термопары (4,249 мв), второе значение холодного контакта из таблицы данных. Далее расчеты берет на себя программное обеспечение.


Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*


\n