Ce este compensarea joncțiunii la rece a termocuplului

Compensarea joncțiunii reci cu termocuplu este o măsură de corecție tehnică luată pentru a elimina erorile de măsurare a temperaturii cauzate de modificările temperaturii joncțiunii reci. Deoarece potențialul termoelectric al termocuplului este legat de diferența de temperatură dintre joncțiunile sale calde și reci, iar tabelul său de calibrare se bazează pe temperatura joncțiunii reci de 0 grade, în utilizare reală, temperatura joncțiunii reci este dificil de menținut la o constantă 0 grade din cauza influențelor mediului, ceea ce face ca valoarea măsurată să devieze de la temperatura reală. Prin urmare, compensația este necesară.

I. De ce este necesară compensarea Cold Jonction

Termocuplurile funcționează pe baza efectului Seebeck, iar potențialul termoelectric de ieșire depinde de temperaturile joncțiunilor calde și reci.

II. Metode și principii comune de compensare a joncțiunii la rece

1. Metoda băii cu gheață

Principiu: Plasarea joncțiunii reci a termocuplului într-un amestec cu gheață-apă, făcând T0=0 grad, eliminând complet influența fluctuațiilor de temperatură a joncțiunii reci.

Avantaje: Precizie mare, potrivit pentru calibrarea de laborator.

Dezavantaje: Operare greoaie, necesită reumplerea regulată cu gheață, nepotrivită pentru mediile industriale.

Scenarii aplicabile: instituții de metrologie, calibrare de{0}}înaltă precizie, experimente de cercetare științifică.

2. Metoda firului de compensare:

Principiu: Utilizarea de fire ieftine (fire de compensare) cu caracteristici termoelectrice similare cu cele ale termocuplului pentru a extinde joncțiunea rece la o temperatură-camera de control sau un cabinet de instrumente stabil.

Puncte cheie:

Tipul de termocuplu trebuie să fie potrivit (de exemplu, tipul KX pentru termocuplurile de tip K).

Temperatura punctului de conectare nu trebuie să depășească 100 de grade, altfel vor fi introduse erori suplimentare.

Avantaje:

Cost redus, instalare ușoară, utilizat pe scară largă pentru-transmisii industriale pe distanțe lungi.

3. Metoda de compensare a podului (Metoda a podului dezechilibrat):

Principiu: O punte de compensare formată dintr-un rezistor de cupru și un rezistor de manganin este conectat în serie în circuitul de măsurare. Puntea este proiectată pentru a fi echilibrată inițial la o temperatură de referință (de exemplu, 20 de grade sau 25 de grade). Când temperatura joncțiunii la rece se modifică, rezistența rezistorului de cupru se modifică în consecință, generând o tensiune de compensare ΔV, care compensează modificarea potențialului termoelectric. Proces de lucru: temperatura joncțiunii la rece crește → Potențialul termoelectric scade → Dezechilibrul punții duce la ieșire de tensiune pozitivă → Potențialul total al instrumentului de intrare rămâne stabil.

Avantaje: Compensare automată, structură simplă și în prezent cea mai utilizată metodă în aplicațiile industriale.

Precizie: compensare aproximativă; Precizia compensării termocuplului de tip K-poate atinge ±0,025 grade .

4. Metoda de compensare software (compensare digitală)

Principiu: Un microprocesor este utilizat pentru a colecta temperatura joncțiunii reci în timp real (de obicei prin Pt100 sau un termistor), pentru a calcula potențialul de compensare corespunzător E(T0,0) dintr-un tabel și pentru a-l adăuga la potențialul măsurat E(T,T0) pentru a obține potențialul total echivalent E(T,0) când joncțiunea rece este la 0. Formula:

E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)

E(T,0)=E(T,T 0 )+E(T 0 ,0)

Avantaje: Precizie ridicată, flexibilitate puternică, potrivit pentru sisteme digitale precum PLC, DCS și instrumente inteligente de control al temperaturii.

Tendință de dezvoltare: instrumentele inteligente moderne adoptă pe scară largă această metodă, combinată cu un senzor de temperatură de joncțiune rece pentru a obține o compensare complet automată.

5. Metoda de reglare a punctului zero mecanic al instrumentului

Principiu: punctul zero mecanic al instrumentului de afișare este pre-reglat la valoarea curentă a temperaturii joncțiunii rece T0,

astfel încât instrumentul să indice direct temperatura reală a joncțiunii fierbinți.

Exemplu de funcționare: Când temperatura camerei este de 25 de grade, reglați indicatorul instrumentului cu bobină mobilă la scara de 25 de grade. Nu este necesar un circuit suplimentar de compensare în acest moment.

Limitări: Se aplică numai situațiilor în care temperatura joncțiunii rece este stabilă și constantă; reajustarea este necesară după fluctuațiile de temperatură.

III. Recomandări și precauții pentru selecția industrială

Precauții:

Joncțiunile reci trebuie ținute departe de sursele de căldură pentru a evita fluctuațiile drastice de temperatură.

Toate punctele de conectare trebuie să fie sigure și fiabile pentru a preveni introducerea erorilor de rezistență la contact.

Calibrați în mod regulat întregul sistem de măsurare a temperaturii pentru a asigura eficiența compensării.