HRP-N3 - серия источников питания с максимальной пиковой мощностью в 350% от MEAN WELL

Имитатор термопары

Журнал РАДИОЛОЦМАН, апрель 2018

Abel Raynus

EDN

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Термопары широко применяются в системах измерения температуры. При разработке или проверке системы необходимо наблюдать ее реакцию на различные температуры. Однако нагревать термопару всякий раз, когда потребуется проверить характеристики устройства, очень неудобно. Конечно, это можно сделать, просто касаясь спая нагретым паяльником, однако такой метод может дать только грубые, приблизительные результаты. Изображенная на Рисунке 1 простая схема позволяет устанавливать ряд напряжений, равных выходным напряжениям термопары при заданных температурах. Напряжение термопары имеет порядок десятков милливольт. Нормализация столь слабых сигналов требует использования усилителей с большими коэффициентами усиления. Такие усилители чувствительны к помехам. Однако, благодаря тому, что выходное сопротивление термопары равно примерно 1 Ом, при подключении усилителя к термопаре помехи проблем не создают. Но замена термопары высокоимпедансным источником при тестировании системы может привести к тому, что помехи, наведенные на схему, приведут к насыщению усилителя. Поэтому выходное сопротивление имитатора термопары должно быть низким, а в промежутках между измерениями выход должен подключаться к земле.

Имитатор термопары
Рисунок 1. Эта схема позволяет имитировать выходные напряжения термопары при
различных температурах.

На Рисунке 1 показан имитатор для четырех температур. Чтобы получить низкий выходной импеданс, сопротивления резисторов R2, R4, R6 и R8 выбраны равными 1.3 Ом. Для выполнения требования, касающегося состояния имитатора между тестами, однополюсные переключатели без фиксации включены цепочкой таким образом, что когда нажатых переключателей нет, выход схемы соединен с землей. Нажимая на переключатели, можно получить на выходе одно из напряжений, заданных делителями R1/R2, R3/R4, R5/R6 или R7/R8. Предположим, например, что эквивалентные температуры имитатора равны 550, 855, 900 и 1070 °F. Напряжения хромель-алюмелевой термопары можно найти в [1]. Но имейте ввиду, что напряжения в этой книге приведены только для температуры холодного спая 32 °F. Рабочие температуры всегда различны, поэтому под каждую из них напряжения надо пересчитывать. Предполагая, что температура окружающей среды равна приблизительно 100 °F, можно найти выходные напряжения термопары, вычитая 1.52 мВ из значения для 32 °F (Таблица 1). Рассчитать сопротивления резисторов делителя можно с помощью следующей формулы:

где

RU – сопротивление верхнего резистора делителя,
RL – сопротивление нижнего резистора делителя,
VCC – напряжение источника питания,
VOUT – выходное напряжение.

Таблица 1. Коррекция температуры холодного спая
Температура (°F) Напряжение при
320 °F (мВ)
Напряжение при
1000 °F (мВ)
550 11.71 10.19
855 18.82 17.3
900 19.89 18.37
1070 23.91 22.39

Для упрощения регулировки выходного напряжения верхний резистор делителя состоит из 200-омного потенциометра и включенного последовательно с ним постоянного резистора.

Ссылки

  1. The Temperature Handbook, Omega Engineering Inc, 2000.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Network imitates thermocouples

Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • может стоит убрать R2,R4,R6,R8 И подключить 1,3 ома на выход? экономия деталей + в момент переключения кнопки, выход не "висит в воздухе"
  • Они там, как я вижу, на три порядка ошиблись: "Напряжение термопары имеет порядок десятков [B]милливольт[/B]". Не милливольты, а микровольты. Например, для термопары типа "K" - ~41 мкВ/Градус ...
  • Вы точно уверенны? Сами проверяли?
  • А посмотреть таблицу недостаточно? При 1000С 41 с чем-то мВ.
  • Это где же вы видели такие термопары с микровольтами на выходе. Хотя милливольты можно перевести в микровольты. Вообще то все таблицы по всем видам термопар указываются в мв. на градус.
  • Вот три вида основных термопар. И схема управления муфельной печью. За термопарой обычно ставиться специальный усилитель для усиления сигнала с термопары.
  • в продолжение тестирование термопар.
  • В первых, все термопары имеют выходное напряжение измеряемое в мкВ/грд, максимальное значение которых может достигать до 60 мкВ/грд. Во вторых, характеристика термопар нелинейна, поэтому на отдельных температурных участках может доходить и до нескольких мкв/грд. И в третьих, напряжение термопары измеряется относительно какой-то эталонной температуры (обычно - нулевой). Если в качестве эталонной температуры брать абсолютный ноль, то напряжение может достигать и единицы вольт.
  • [URL="https://youtu.be/9LvyzeCBw8U"]Термопары[/URL]
  • Мне много приходилось заниматься в моей небольшой термичке на небольшом производстве модернизацией нескольких печей сделанных еще в 60 годах прошлого века. Особенно денег не было что бы купить готовый программируемый регулятор температуры. Вот и сталкивался с этими термопарами. Самих термопар было полно в наличие. Вообщем конечно поначалу предварительно все делал в проте. Там были хорошие модели термопар и усилителя сигнала к ним. Потом надо было сделать модели и для программы мультисим 13,а заодно и модель печи. С различными предварительными установками. Все получилось. Вот даю описание всех моделей. Также даю схему линейного индикатора температуры для печи. Делал такой для себя. В процессе налаживания автоматики он мне нужен был. Может кому надо эти модели для мультисима могу скинуть.
  • .... в продолжение. Тестирование усилителей для термопар. Так же занимался датчиком температуры LM 35. Тоже интересный датчик. Делал различные термостаты на нем.
Полный вариант обсуждения »