열전대를 측정하는 방법
온도 및 열전대 개요
온도는 물체 샘플 측정에서 입자의 평균 운동 에너지이며,
표준 단위는 "정도"입니다. 온도는 다른 방법으로 측정 할 수 있으며, 비용 및
측정의 정확도는 다를 수 있습니다. 열전대는 가장 일반적인 온도 센서 중 하나입니다.
열전대는 상대적으로 저렴하고 정확하며 상대적으로 넓기 때문에
측정 범위.
두 개의 서로 다른 금속 접점이 면닿이 생길 때마다 접점 어셈블리는 낮은 부하 전압을 생성합니다.
온도의 함수로서, 이는 열전 효과입니다. 온도 차이는
시벡 전압, 에 1821 물리학자 토마스 시벡 의 현상을 발견 명명. 이 전압
온도에 대하여 비선형이지만, 작은 선형으로 근사할 수 있습니다
온도 변화 또는 다음:
ΔV가 전압 변화인 경우 S는 Seebeck 계수이고 ΔT는 온도 변화입니다.
열전대는 다양한 유형으로 제공되며,
미국 국립 표준 연구소 (ANSI) 대회. 예를 들어 J형 열전대
철 도체와 구리-니켈 합금 컨덕터로 구성됩니다. 다른 유형의 열전대
B, E, K, N, R, S 및 T를 포함합니다.
열전대를 측정하는 방법
배경 지식
열전대 측정이 어떻게 이루어지는지 더 잘 이해하기 위해
열전대 작동 방식. 이 문서의 첫 번째 부분은
열전대, 열전대의 후반부는 연결을 달성하는 방법을 설명합니다
계측기와 온도 측정 방법 사이.
온도대 Seebeck 전압은 측정 시스템에 직접 연결되어
측정 시스템과 추가 열전대를 생성합니다. 이것은 단순히 측정 할 수 없습니다
볼트계 또는 기타 측정 시스템에 연결합니다.
그림 1. J형 열전대
도 1에 도시된 바와 같이, 촛불 온도에 J형 열전대를 이용한 회로
측정. 데이터 수집의 구리 단자에 연결된 두 개의 열전대 라인
장치. J1, J2 및 J3 - 이 회로에는 세 가지 금속 연결이 있습니다. J1은
열전대 측정 점, 의 온도에 비례하는 시벡 전압을 생성그
촛불. 또한 J2와 J3은 각각 자신의 Seebeck 계수를 가지고 있으며 데이터에
획득 단말은 온도 차이 전압에 비례하는 온도를 생성합니다.
, 냉면 전압으로 알려져 있습니다. J1의 전압 성분을 결정하기 위해
J2와 J3 연락처의 온도를 알고
접촉 전압 및 온도. 따라서, J1 접합의 전압은
측정된 전압에서 J2 및 J3 기생 접합 전압 부품을 빼는다.
열전대는 의 차가운 면을 보상하기 위해 특정 온도 참조가 필요합니다.
오류가 발생했습니다. 가장 일반적으로 처방되는 방법은 온도 센서를 사용할 수 있는 것입니다.
기생 단자 전압을 뺀 기준 접합 온도를 얻기 위해 직접 읽기
구성 요소. 콜드 접합 보정이라고 하는 이 프로세스는 감기 계산을 단순화할 수 있습니다.
일부 열전대의 특성을 사용하여 접합 보상.
금속 전이 층및 기타 가정의 열전대 법칙을 사용하여, 우리는 그것을 볼 수 있습니다
전압 데이터 수집 시스템의 측정은 열전대의 유형에만 따라 달라집니다.
측정 단자의 전압 및 냉정접온도. 측정된 전압
측정 리드와 콜드 단자 J2, J3의 전압 구성 요소와 독립적입니다.
그림 2. 금속 전환 층 열전대 법
그림 3의 회로를 고려하십시오. 이 회로는 도 1에 설명된 회로와 유사합니다.
위의, 구리-니켈 합금 와이어의 짧은 조각이 J3 접합 전에 삽입되는 것을 제외하고는.
모든 접점은 동일한 온도에 있습니다. J3 및 J4 접합 온도가
동일한, 금속 전이 층 열전형 법 3의 회로가
도 1의 회로와 전기적으로 동일합니다. 따라서 회로의 결과 중 어느 것이라도
도 3도에 도시된 회로에 적용될 수 있다.
그림 3. 이더스(isothermal) 환경에 추가 도체 삽입
도 3, J2 및 J4 접접촉은 동일한 유형(구리-니켈 합금)에 속합니다. 두 가지가
J2와 J4는 온도가 동일합니다. 때문에 의 방향
회로의 전류, J4는 Seebeck 양수 전압을 생성하고, J2는 시벡 네거티브를 생성합니다.
전압. 따라서 접촉은 서로의 영향을 상쇄하고 총 전압을 측정합니다.
0. J1 및 J3 접접촉은 철구리-니켈 합금 접선입니다. 그러나 그들의 온도는
다른, 그들은 isothermal 환경에 없을 수 있습니다. 그들은 다른에 있기 때문에
온도 환경, J1 및 J3 접점은 Seebeck 전압을 생성할 수 있지만 크기는 다릅니다.
. 차가운 접합 J3을 보상하기 위해 온도가 측정되고 적용됩니다.
전압은 열전대 측정에서 빼됩니다.
VJx(Ty) 기호를 사용하여 타이 온도에서 Jx 접합부에서 생성된 전압을 나타내고,
일반적인 열전대 문제는 다음과 같이 단순화됩니다.
Ⅴ측정= VJ1(TTc) + VJ3(TRef) (2)
여기서, 측정 전압 값, TTC J1 정션 열전대를 측정하는 VMEAS 데이터 수집 시스템
온도, Tref는 온도의 참조 측을 말했다.
수식(2)에서 VJx(Ty)는 타이 온도에서 생성된 전압을 나타냅니다.
특정 기준 온도에 관한 환경. 수학식 2는 VJ1만큼 유지되며
VJ3은 동일한 기준 온도와 관련된 온도 기능입니다. 예를 들어, NIST
전술한 바와 같이 열전결합 기준표는 0에서 유지된 참조 끝으로 생성됩니다.
섭씨.
J3 및 J1은 동일한 유형이지만 상대 전압을 생성하기 때문에 VJ3(Tref) = -VJ1(Tref).
또한 VJ1은 열전대 형 테스트에 의해 생성된 전압이기 때문에 전압은
VTC로 이름이 변경되었습니다. 따라서 2형은 다음과 같이 다시 작성할 수 있습니다.
Ⅴ측정= VTc(TTc) - VTc(TRef) (3)
따라서, VMEAS와 트레프를 측정하여 열전대 전압과
온도는 열전대 측정 측의 온도를 결정할 수 있습니다.
냉정한 접합 보상을 달성하기 위한 두 가지 기술이 있습니다 - 하드웨어 보상 및
소프트웨어 보상. 두 기술 모두 직접 읽기 센서를 사용하여
기준 측 온도. 직접 읽기 센서에는 입력이 있으며,
측정 점의 온도. 반도체 센서, 테러미저 및 RTD가 일반적으로 사용됩니다.
계측기의 기준측의 온도를 측정한다.
하드웨어 보정을 사용하여 가변 전압 소스를 회로에 삽입하여 제거할 수 있습니다.
기생 열전 전압. 가변 전압 소스는 보정 전압을 생성합니다.
주변 온도에 따라 보정 전압에 첨가되어
원치 않는 온도 차이 신호. 이러한 기생 신호가 제거되면 유일한 신호
데이터 수집 시스템에 의해 측정되는 전압은 열전대 측정에서 측정되는 전압입니다.
. 하드웨어 보상의 경우 데이터 수집 시스템 단자의 온도는
데이터 수집 시스템의 기생 열전형 전압이
취소. 하드웨어 보상의 주요 단점은 각 열전대는
보상 전압을 수정하기 위해 별도의 보정 회로를 추가할 수 있으며, 이는 크게
회로 비용을 증가시면 됩니다. 정상적인 상황에서는 하드웨어 보상이 켜지지 않습니다.
정확성 및 소프트웨어 보상.
또는 콜드 접합 보정을 위해 소프트웨어를 사용하도록 선택할 수 있습니다. 사용 후
기준 측 온도를 측정하는 직접 읽기 센서, 소프트웨어는 적합한 를 부수어
전압 값을 측정하여 냉면 전압의 영향을 제거합니다. 기억
(3) 측정된 전압 VMEAS가 전압 차이를 측정하는 (열전대)와 같다는 것을
종료 지점과 콜드 접합 사이.
열전대 출력 전압은 매우 비선형입니다. Seebeck 계수는 3개에 따라 다릅니다.
일부 열전대의 작동 온도 범위에서 더 많은 요인. 따라서 사용해야 합니다.
열전대에서 전압 대 온도 곡선을 모델링하거나 조회를 사용하는 다항형
테이블 메서드입니다.
열전대를 계측기에 연결
이 섹션에서는 NI cDAQ-9172 백플레인과 NI 9211 C 시리즈 열전대 모듈을
예제. 열전대를 다른 계측기와 연결하는 경우 유사한 절차가 적용됩니다.
(그림 4 참조).
필수 장비:
NI CompactDAQ용 DAQ-9172 8슬롯 고속 USB 백플레인
NI 9211 4 채널, 14Sa / s, 24 비트, ∓ 80 밀리 볼트 열전대 입력 모듈
J형 열전대
그림 4. NI CompactDAQ 시스템
NI 9211에는 10극, 분리식 나사 단자 커넥터가 있어
최대 4개의 열전대 입력 채널. 각 채널에는 긍정에 대한 연결 점이 있습니다.
열전대, TC +, 및 음수 단자, TC-에 연결. NI 9211도 공통
배선 점, COM. 일반적으로 이 포트는 모듈의 기준 접지에 내부적으로 연결되어 있습니다.
. 그림 5는 각 채널에 대한 배선 할당을 표시하고 그림 6은 배선 다이어그램을 보여 주어 있습니다.
그림 5. 터미널 할당
그림 6. 연결 다이어그램
측정 보기: NI LabVIEW
이제 열전대가 테스트 장비에 연결되어 있으므로 LabVIEW 그래픽을 사용할 수 있습니다.
시각화 및 분석을 위해 데이터를 컴퓨터로 전송하는 프로그래밍 소프트웨어입니다.
도 7은 LabVIEW 프로그래밍에서 측정된 온도 데이터를 표시하는 예를 보여 주었습니다.
환경.
추가: 제 16호, 도로 3, 산장 산업 지역, 성저우, 저장, 중국
연락처:에릭 시
폭도: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
위챗 및 싸이 월드, 미투데이: +8615988295936
웹사이트:www.benoindustry.com
