Về thiết kế và ứng dụng hệ thống đo nhiệt độ cảm biến cặp nhiệt điện

Là một phần tử đo nhiệt độ điển hình, cảm biến cặp nhiệt điện đã được sử dụng rộng rãi .
Sau đây là một hệ thống đo nhiệt độ điển hình được điều khiển bởi một máy vi tính chip duy nhất, bao gồm ba phần: (1) mạch khuếch đại đo; (2) mạch chuyển đổi A/D; .
1. Thiết kế phần cứng
(1) Cảm biến nhiệt độ cặp nhiệt điện
Hệ thống này sử dụng các cặp nhiệt điện nhiệt Niken-crom-nickel-silicon . Phạm vi nhiệt độ đo được là 0-655 độ . bù kết thúc lạnh áp dụng phương pháp bù. Couple .} Cây cầu không cân bằng bao gồm bốn cánh tay cầu của điện trở R1, R2, R3 (cuộn dây đồng Mangan R 1= r 2= r 3=1 or .} Tại thời điểm này, các điện trở tay bốn cầu của cầu là r 1= r 2= r 3= rcu và không có đầu ra Giảm khi nhiệt độ cuối lạnh tăng . UAB bằng với sự giảm tiềm năng nhiệt điện và tiềm năng đầu ra vẫn không thay đổi sau khi UAB được đặt chồng lên tiềm năng nhiệt điện, do đó đạt được tự động hoàn thành bù đầu cuối {}}}
(2) mạch khuếch đại đo lường
Trong các mạch thực tế, đầu ra tín hiệu từ cặp nhiệt điện không quá vài chục millivolts (<30mV), and contains common-mode interference such as power frequency, static electricity and magnetic coupling. To amplify this kind of circuit, the amplifier circuit needs to have a high common-mode rejection ratio, high gain, low noise and high input impedance. Therefore, a measurement amplifier circuit is suitable. The measurement amplifier is also called a data amplifier, instrument amplifier and bridge amplifier. It has a high input impedance and is easy to match with various signal sources. Its input offset voltage, input offset current and input bias current are small, and the temperature drift is small. Due to the small time temperature drift, the measurement amplifier has good stability. The measurement amplifier is composed of three op amps, and the differential input terminals R1 and R2 are connected to the in-phase terminals of A1 and A2 respectively. The input impedance is very high, a symmetrical circuit structure is used, and the measured signal is directly added to the input terminal, thereby ensuring a strong ability to suppress common-mode signals. A3 is actually a differential follower, and its gain is approximately 1. The gain of the measuring amplifier is: AV=V0/(V2-V1), AV=Rf/R(1+(Rf1+Rf2)/RW). In this circuit, as long as the performance of op amps A1 and A2 is symmetrical (mainly referring to input impedance and voltage gain), their drift will be greatly reduced. They have high input impedance and common mode rejection ratio, are very sensitive to tiny differential mode voltage, and are suitable for measuring signals transmitted over long distances. Therefore, they are very easy to use with sensors with tiny outputs. RW is an external resistor used to adjust the gain, and a multi-turn potentiometer is used here.
Trong mạch thực tế, A1 và A2 sử dụng các chip nhỏ, độ chính xác cao, có độ chính xác cao của chip, có nhiệt độ điện áp bù đầu vào VIOS và đầu vào nhiệt độ hiện tại của nó rất nhỏ và " Được sử dụng trong tích hợp ổn định, bổ sung độ chính xác, phát hiện so sánh và khuếch đại độ chính xác của các tín hiệu yếu . op -07 yêu cầu nguồn cung cấp năng lượng kép và phạm vi nhiệt độ hoạt động là 0-70 độ . A3 sử dụng chip 741, yêu cầu nguồn điện kép và phạm vi cung cấp năng lượng là ± (3-18)
(3) Mạch chuyển đổi A/D (tương tự sang số)
Tín hiệu điện áp được khuếch đại bởi bộ khuếch đại đo có phạm vi điện áp là 0-5 V . Tín hiệu này là tín hiệu tương tự và không thể được chấp nhận bởi máy tính Drift thấp, tích phân kép chi phí thấp 12-} bit a/d chuyển đổi . Vì hiện tại 12- bit liên tiếp bit A/d Các hệ thống cho các tín hiệu cảm biến khác nhau như cân, áp suất đo và nhiệt độ đo .}
Thông qua phân tích trên của hệ thống đo nhiệt độ cảm biến cặp nhiệt điện, tôi hy vọng nó sẽ hữu ích cho công việc của mọi người và nghiên cứu .