Một phương pháp mới để bù nhiệt độ điểm lạnh của cặp nhiệt điện

Là một yếu tố đo nhiệt độ, cặp nhiệt điện có cấu trúc đơn giản, dễ sản xuất, thuận tiện để sử dụng, có độ chính xác đo nhiệt độ cao và có thể được đo tại chỗ và truyền từ xa. Khi làm việc, nó có thể đo nhiệt độ của khí, chất lỏng và chỉ rắn bằng cách hợp tác với dụng cụ hiển thị. Các cặp nhiệt điện có thể được sử dụng để đo nhiệt độ trong phạm vi -200 đến 1600 độ và một số cặp nhiệt điện thậm chí có thể đo nhiệt độ trên 2000 độ. Do đó, cặp nhiệt điện là một trong những yếu tố đo nhiệt độ được sử dụng rộng rãi nhất.

Tuy nhiên, chỉ khi nhiệt độ của đầu tham chiếu (đầu lạnh) của cặp nhiệt điện ổn định, điện thế nhiệt điện của nó có liên quan đến nhiệt độ cuối làm việc như một hàm có giá trị đơn. Các bảng tốt nghiệp của các cặp nhiệt điện khác nhau được thực hiện khi nhiệt độ kết thúc lạnh là 0 độ. Trong quy trình ứng dụng thực tế, đầu lạnh của cặp nhiệt điện gần với thiết bị đo và ở trong không khí. Rất khó để duy trì độ ổn định, chứ đừng nói đến việc duy trì 0, do đó độ lệch đo được giới thiệu. Để loại bỏ độ lệch này, phải thực hiện bồi thường. Các phương pháp phổ biến để bù nhiệt độ cuối lạnh của các cặp nhiệt điện bao gồm phương pháp sửa đổi tính toán, phương pháp nhiệt độ không đổi cuối lạnh, phương pháp dây bù và phương pháp cầu bù. Với sự phát triển của công nghệ điện tử, phương pháp cầu bồi thường đã được sử dụng ngày càng rộng rãi hơn. Bài viết này tóm tắt các đặc điểm của phương thức cầu bồi thường trước đó và đề xuất một loại cầu bồi thường mới thuận tiện, khả thi và chi phí thấp.

2. Cầu bù nhiệt độ lạnh thường được sử dụng

1) Cầu bù với điện trở đồng làm phần tử cảm biến nhiệt độ

Cầu bù với điện trở đồng làm phần tử cảm biến nhiệt độ được hiển thị trong Hình 1, trong đó r 1= r 2= R3 bị thương bằng đồng mangan và điện trở của nó không thay đổi theo nhiệt độ môi trường. R4 là vết thương với dây đồng và điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ môi trường. Cầu bù được kết nối với cặp nhiệt độ đo nhiệt độ thông qua dây bù. Khi nhiệt độ kết thúc lạnh là 20 độ, r 4= r 1= r 2= r3 và R5 được sử dụng để điều chỉnh điện áp nguồn của cầu khi sử dụng cặp nhiệt điện khác nhau. Khi nhiệt độ kết thúc lạnh là 20 độ, r 1= r 2= r 3= r4, cây cầu được cân bằng và không có đầu ra điện áp ở cả hai đầu a và b. Khi nhiệt độ cuối lạnh không bằng 20 độ, sẽ có đầu ra điện áp không cân bằng giữa a và b. Điện áp không cân bằng là

Máy phát cho phép nhiệt độ hoạt động của mức độ 0-65 hoặc 0-85, rất khó đáp ứng nhu cầu của các dịp nhiệt độ cao hơn và mỗi mạch đo trong máy phát có hệ số nhiệt độ nhất định. Giá của các máy phát bị cô lập là tương đối cao, dẫn đến chi phí đo nhiệt độ tổng thể cao 〔2.

2) Cầu bồi thường mới

Cầu bồi thường mới áp dụng một phương thức cài đặt chia. Phần tử cảm biến nhiệt độ (điện trở đồng) được lắp đặt trong hộp nối của cặp nhiệt điện và các phần khác của cây cầu được lắp đặt trong dụng cụ đo tiếp theo. Mạch nguyên tắc của nó được thể hiện trong Hình 3. Trong số đó, RT là một điện trở đồng cảm nhận được sự thay đổi nhiệt độ cuối lạnh của cặp nhiệt điện. R1, R2 và R3 là các điện trở màng kim loại hệ số nhiệt độ cao và RP (tức là R 4+ R5) là một chiết áp phim kim loại nhiều lượt. Đặt r 1+ rt=r 2+ r 3+ rp ở nhiệt độ điểm cân bằng. Khi chọn R1 và R2, hãy tạo R 1= R2 và giá trị điện trở nằm giữa hàng chục kilo-ohms và megohms.

Như có thể thấy từ Bảng 2, khi điện trở chì thay đổi cùng một lúc, tác động đến kết quả đo có thể bị bỏ qua. Trong sử dụng thực tế, do phương pháp kết nối ba dây, điện trở chì chủ yếu trải qua những thay đổi đó. Như có thể thấy từ Bảng 3, khi điện trở chì thay đổi trên hai nhánh của mạch cầu không nhất quán, nó sẽ gây ra độ lệch đo. Tại thời điểm này, sự khác biệt trong thay đổi điện trở chì tương đương với sự thay đổi của điện trở đồng đo nhiệt độ lạnh. Khi giá trị điện trở đồng lớn (hàng trăm ohms), độ lệch này sẽ không quá lớn.