Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Когда требуются точные измерения термопарой, обычно обе ее ножки соединяют с медным проводом в точке обледенения, чтобы медные выводы можно было подключить к прибору для считывания ЭДС через холодный спай. Эта процедура позволяет избежать возникновения тепловых эмфов на клеммах прибора для считывания показаний. Изменения температуры эталонного спая влияют на выходной сигнал, поэтому практические приборы должны быть оснащены средствами для устранения этого потенциального источника ошибки.
Генерируемая ЭДС зависит от разницы температур, поэтому для проведения измерений необходимо знать эталон. Это схематично показано на рис. #1 и может быть достигнуто путем помещения эталонного спая в ледяную баню при постоянной температуре 0°C (32°F). Поскольку ледяные бани часто неудобны в обслуживании и не всегда практичны, часто используются несколько альтернативных методов.
Содержание
Основной принцип компенсации холодного спая термопар заключается в том, что для расчета температуры горячего спая необходимо знать температуру холодного спая. Это связано с тем, что напряжение, генерируемое в цепи термопары, пропорционально разности потенциалов между горячим и холодным спаем.
Управляющее уравнение для этого имеет вид:
Eemf= −S∆T = S(THOT − TCOLD), где:
В этом методе обычно используется самокомпенсирующаяся электрическая мостовая схема холодного спая, как показано на рис. 2. Эта система включает в себя термочувствительный резистивный элемент (RT), который находится в одной из ножек мостовой сети и термически интегрирован с холодным спаем (T2). Мост обычно питается от ртутной батареи или стабильного источника постоянного тока. Выходное напряжение пропорционально дисбалансу, создаваемому между заданной эквивалентной опорной температурой на (T2) и горячим спаем (T1). В данной системе может быть выбрана опорная температура 0° или 32°F.
При изменении температуры окружающей среды, окружающей холодный спай (T2), возникает тепловое напряжение, которое приводит к ошибке на выходе. Однако последовательно с тепловой ошибкой автоматически подается равное и противоположное напряжение. Это аннулирует ошибку и поддерживает эквивалентную температуру опорного спая в широком диапазоне температур окружающей среды с высокой степенью точности. Благодаря интеграции медных проводов с холодным спаем сам материал термопары не подключается к выходной клемме измерительного устройства, что исключает вторичные ошибки.
Портативная калибровочная эталонная камера (TRC) OMEGA ICE POINT основана на фактическом равновесии льда и дистиллированной, деионизированной воды и атмосферном давлении для поддержания нескольких эталонных лунок при температуре точно 0°C. Лунки помещены в герметичную цилиндрическую камеру, содержащую чистую дистиллированную деионизированную воду.
Внешние стенки камеры охлаждаются термоэлектрическими охлаждающими элементами, чтобы вызвать замораживание воды в камере для работы в качестве эталона холодного спая. Увеличение объема, вызванное замораживанием ледяной оболочки на стенках камеры, воспринимается расширением сильфона, который приводит в действие микропереключатель, обесточивающий охлаждающий элемент. Попеременное замораживание и оттаивание ледяной оболочки точно поддерживает температуру 0°C вокруг эталонных лунок. Схема применения показана на рис. #3.
Полностью автоматический режим работы устраняет необходимость частого обслуживания обычных ледяных бань. Показания термопары могут быть получены непосредственно из эталонных таблиц точек льда без поправок на температуру эталонного спая.
Новая портативная калибровочно-температурная эталонная камера Ice Point является последним дополнением к широкой линейке калибровочных эталонных приборов OMEGA. Эталонная камера основана на равновесии льда и дистиллированной, деионизированной воды при атмосферном давлении для поддержания шести эталонных лунок при точной температуре 0°C.
С этим прибором можно использовать любую комбинацию термопар, просто вставив эталонные соединения в эталонные лунки. Калибровка датчиков температуры других типов при 0°C также может быть выполнена. Эталонные датчики с подогревом: В двухпечном типе используются две печи с регулируемой температурой для моделирования эталонной температуры точки льда, как показано на рис. 4. Две печи используются при разных температурах, чтобы получить эквивалент низкой эталонной температуры, отличающейся от температуры в одной из печей.
Например, провода от термопарного зонда типа K соединяются с печью с температурой 150° для получения спая Хромель-Алюмель и Алюмель-Хромель при температуре 150°F (2,66 мВ каждый).
Напряжение между выходными проводами первой печи будет в два раза больше 2,66 мВ или 5,32 мВ. Чтобы компенсировать этот уровень напряжения, выходные провода (Хромель и Алюмель) подключаются к медным проводам во второй печи, поддерживаемой при температуре 265,5°F. Это точная температура, при которой Хромель-Медь и Алюмель-Медь создают дифференциальное компенсирующее напряжение 5,32 мВ.
Таким образом, это напряжение нивелирует дифференциальное напряжение 5,32 мВ от первой печи, оставляя 0 мВ на выходных клеммах меди. Это напряжение эквивалентно 32°F (0°C).
