Regelingen voor opname en compensatie van thermokoppels
Zoals bekend is, het thermokoppel bevat twee knooppuntendaarom, om de temperatuur op een (de eerste) van de knooppunten correct en nauwkeurig te meten, is het noodzakelijk om de andere (de tweede) knooppunt op een constante temperatuur te houden, zodat de gemeten EMF een duidelijke functie is van de temperatuur van alleen de eerste kruising - het belangrijkste werkende kruispunt.
Dus om de omstandigheden in het thermische meetcircuit te handhaven, waarin de parasitaire invloed van de EMF van de tweede ("koude overgang") zou worden uitgesloten, is het noodzakelijk om op de een of andere manier de spanning erop op elk werkmoment te compenseren . Hoe je dat doet? Hoe krijgen we het circuit in een zodanige staat dat de gemeten thermokoppelspanning alleen zou veranderen afhankelijk van veranderingen in de temperatuur van de eerste junctie, ongeacht de huidige temperatuur van de tweede?
Om de juiste voorwaarden te bereiken, kunt u een simpele truc gebruiken: plaats de tweede kruising (de plaatsen waar de draden van de eerste kruising met het meetapparaat zijn aangesloten) in een bak met ijswater - in een bad vol water met ijs zweeft er nog steeds in. Zo krijgen we bij de tweede kruising een praktisch constante smelttemperatuur van ijs.
Het zal dan blijven en de resulterende thermokoppelspanning bewaken om de temperatuur van de eerste (werkende) kruising te berekenen, aangezien de tweede kruising in een ongewijzigde toestand zal zijn, zal de spanning daarin constant zijn. Het doel zal uiteindelijk worden bereikt, de invloed van de "koude overgang" zal worden gecompenseerd. Maar als u dit doet, zal het omslachtig en onhandig blijken te zijn.
Meestal worden thermokoppels nog steeds gebruikt in mobiele draagbare apparaten, in draagbare laboratoriuminstrumenten, dus een andere optie is zachtaardig, een ijswaterbad past ons natuurlijk niet.
En er is zo'n andere manier - de methode om de spanning te compenseren van de veranderende temperatuur van de "koude las": verbind in serie met het meetcircuit een bron van extra spanning, waarvan de EMF de tegenovergestelde richting en grootte zal hebben zal altijd exact gelijk zijn aan de EMF van «de koude overgang».
Als de emf van de «koude las» continu wordt bewaakt door de temperatuur op een andere manier dan het thermokoppel te meten, kan onmiddellijk een gelijke compenserende emf worden toegepast, waardoor de totale parasitaire dwarsdoorsnedespanning van het circuit tot nul wordt teruggebracht.
Maar hoe kun je continu de temperatuur van de "koude las" meten om continue spanningswaarden te krijgen voor automatische compensatie?
Geschikt hiervoor thermistor of weerstandsthermometeraangesloten op standaardelektronica die automatisch een compenserende spanning van de vereiste grootte zal genereren. En hoewel een koude kruising niet noodzakelijkerwijs letterlijk koud is, is de temperatuur meestal niet zo extreem als een werkende kruising, dus zelfs een thermistor is meestal prima.
Er zijn speciale elektronische compensatiemodules voor «ijssmelttemperaturen» beschikbaar voor thermokoppels die tot taak hebben de meetkring exact tegengestelde spanning te leveren.
De waarde van de compensatiespanning van een dergelijke module wordt op een zodanige waarde gehouden dat de temperatuur van de verbindingspunten van de thermokoppels die naar de module leiden nauwkeurig wordt gecompenseerd.
De temperatuur van de aansluitpunten (klem) wordt gemeten met een thermistor of weerstandsthermometer en de exact benodigde spanning wordt automatisch in serie in het circuit ingevoerd.
Voor een onervaren lezer lijkt dit misschien te veel moeite om het thermokoppel eenvoudig nauwkeurig te gebruiken. Misschien is het handiger en zelfs gemakkelijker om meteen een weerstandsthermometer of dezelfde thermistor te gebruiken? Nee, eenvoudiger en handiger is het niet.
Thermistors en weerstandsthermometers zijn niet zo mechanisch robuust als thermokoppels en hebben ook een klein veilig bedrijfstemperatuurbereik. Het feit is dat thermokoppels een aantal voordelen hebben, waarvan er twee de belangrijkste zijn: een zeer breed temperatuurbereik (van −250 ° C tot +2500 ° C) en een hoge reactiesnelheid, die vandaag onbereikbaar is door thermistors of door weerstandsthermometers, noch door andere sensoren.soorten in dezelfde prijsklasse.