Què és la compensació de la unió freda del termopar

La compensació de la unió freda del termopar és una mesura de correcció tècnica presa per eliminar els errors de mesura de la temperatura causats pels canvis en la temperatura de la unió freda. Com que el potencial termoelèctric del termoelèctric està relacionat amb la diferència de temperatura entre les seves unions calentes i fredes, i la seva taula de calibratge es basa en la temperatura de la unió freda de 0 graus, en ús real, la temperatura de la unió freda és difícil de mantenir a un grau 0 constant a causa de les influències ambientals, fent que el valor mesurat es desviï de la temperatura real. Per tant, la compensació és necessària.

I. Per què és necessària la compensació de la unió freda

Els termoparells funcionen en funció de l'efecte Seebeck, i el potencial termoelèctric de sortida depèn de les temperatures de la unió calenta i freda.

II. Principis i mètodes comuns de compensació de la unió freda

1. Mètode Bany de Gel

Principi: col·locar la unió freda del termopar en una barreja d'aigua -gel, fent T0=0 graus, eliminant completament la influència de les fluctuacions de temperatura de la unió freda.

Avantatges: Alta precisió, adequat per al calibratge de laboratori.

Inconvenients: Funcionament feixuc, requereix reposició regular de gel, inadequat per a entorns industrials.

Escenaris aplicables: institucions de metrologia, calibratge d'alta-precisió, experiments de recerca científica.

2. Mètode de cable de compensació:

Principi: utilitzar cables econòmics (cables compensadors) amb característiques termoelèctriques similars a les del termoparell per estendre la unió freda a una sala de control o un armari d'instruments estables a la temperatura-.

Punts clau:

S'ha de fer coincidir el tipus de termoparell (p. ex., el tipus KX per als termoparells de tipus K).

La temperatura del punt de connexió no ha de superar els 100 graus, en cas contrari s'introduiran errors addicionals.

Avantatges:

Baix cost, instal·lació fàcil, àmpliament utilitzat per a la transmissió industrial de llarga distància-.

3. Mètode de compensació del pont (Mètode del pont desequilibrat):

Principi: un pont compensador format per una resistència de coure i una resistència de manganina està connectat en sèrie al circuit de mesura. El pont està dissenyat per ser equilibrat inicialment a una temperatura de referència (per exemple, 20 graus o 25 graus). Quan la temperatura de la unió freda canvia, la resistència de la resistència de coure canvia en conseqüència, generant una tensió de compensació ΔV, que compensa el canvi de potencial termoelèctric. Procés de treball: la temperatura de la unió freda augmenta → El potencial termoelèctric disminueix → El desequilibri del pont condueix a una sortida de tensió positiva → El potencial total de l'instrument d'entrada es manté estable.

Avantatges: Compensació automàtica, estructura senzilla i actualment el mètode més utilitzat en aplicacions industrials.

Precisió: compensació aproximada; La precisió de compensació del termoparell de tipus K-pot arribar a ±0,025 graus.

4. Mètode de compensació de programari (compensació digital)

Principi: s'utilitza un microprocessador per recollir la temperatura de la unió freda en temps real (normalment mitjançant Pt100 o un termistor), calcular el potencial de compensació corresponent E(T0,0) a partir d'una taula i afegir-lo al potencial mesurat E(T,T0) per obtenir el potencial total equivalent E(T,0) quan la unió freda és a 0. Fórmula:

E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)

E(T,0)=E(T,T 0 )+E(T 0 ,0)

Avantatges: Alta precisió, gran flexibilitat, adequat per a sistemes digitals com PLC, DCS i instruments de control de temperatura intel·ligents.

Tendència de desenvolupament: els instruments intel·ligents moderns adopten àmpliament aquest mètode, combinat amb un sensor de temperatura d'unió freda per aconseguir una compensació totalment automàtica.

5. Mètode d'ajust del punt zero mecànic de l'instrument

Principi: el punt zero mecànic de l'instrument de visualització s'ajusta-al valor actual de temperatura de la unió freda T0,

de manera que l'instrument indiqui directament la temperatura real de la unió calenta.

Exemple de funcionament: quan la temperatura ambient és de 25 graus, ajusteu el punter de l'instrument de bobina mòbil a l'escala de 25 graus. No es necessita cap circuit de compensació addicional en aquest moment.

Limitacions: només aplicable a situacions en què la temperatura de la unió freda és estable i constant; cal reajustar-se després de les fluctuacions de temperatura.

III. Recomanacions i precaucions de selecció industrial

Precaucions:

Les unions fredes s'han de mantenir allunyades de fonts de calor per evitar fluctuacions dràstiques de temperatura.

Tots els punts de connexió han de ser segurs i fiables per evitar que la resistència de contacte introdueixi errors.

Calibre regularment tot el sistema de mesura de temperatura per garantir l'eficàcia de la compensació.