Schema för inkludering och kompensation av termoelement
Som det är känt, termoelementet innehåller två kopplingardärför, för att korrekt och noggrant mäta temperaturen vid en (den första) av korsningarna, är det nödvändigt att hålla den andra (den andra) korsningen vid någon konstant temperatur, så att den uppmätta EMF är en tydlig funktion av temperaturen på endast den första korsningen - den huvudsakliga arbetskorsningen.
Så för att upprätthålla förhållanden i den termiska mätkretsen, där den parasitära inverkan av EMF för den andra («kall övergång») skulle uteslutas, är det nödvändigt att på något sätt kompensera spänningen på den vid varje arbetstillfälle. . Hur man gör det? Hur får vi kretsen till ett sådant tillstånd att den uppmätta termoelementspänningen bara skulle förändras beroende på förändringar i temperaturen i den första korsningen, oavsett aktuell temperatur på den andra?
För att uppnå de rätta förhållandena kan du ta till ett enkelt knep: placera den andra korsningen (de platser där ledningarna till den första korsningen med mätanordningen är anslutna) i en behållare med isvatten - i ett bad fullt med vatten med is fortfarande flyter i den. Således, vid den andra korsningen får vi en praktiskt taget konstant smälttemperatur för is.
Den kommer då att vara kvar och övervaka den resulterande termoelementspänningen för att beräkna temperaturen för den första (drifts)övergången, eftersom den andra korsningen kommer att vara i oförändrat tillstånd, kommer spänningen i den att vara konstant. Målet kommer så småningom att uppnås, påverkan av "den kalla korsningen" kommer att kompenseras. Men om du gör detta kommer det att visa sig vara besvärligt och obekvämt.
Oftast används termoelement fortfarande i mobila bärbara enheter, i bärbara laboratorieinstrument, så ett annat alternativ är skonsamt, ett isvattenbad passar oss naturligtvis inte.
Och det finns ett så annorlunda sätt - metoden att kompensera spänningen från den ändrade temperaturen i den "kalla korsningen": anslut i serie till mätkretsen en källa för ytterligare spänning, vars EMF kommer att ha motsatt riktning och storlek kommer alltid att vara exakt lika med EMF för «den kalla korsningen».
Om emk för den "kalla korsningen" kontinuerligt övervakas genom att mäta dess temperatur på ett annat sätt än termoelementet, kan en lika kompenserande emk appliceras omedelbart, vilket minskar kretsens totala parasitära tvärsnittsspänning till noll.
Men hur kan du kontinuerligt mäta temperaturen på "kall korsning" för att få kontinuerliga spänningsvärden för automatisk kompensation?
Lämplig för detta termistor eller motståndstermometeransluten till standardelektronik som automatiskt genererar en kompensationsspänning av erforderlig storlek. Och medan en kall korsning inte nödvändigtvis är bokstavligen kall, är dess temperatur vanligtvis inte lika extrem som en fungerande korsning, så även en termistor är vanligtvis bra.
Särskilda elektroniska kompensationsmoduler för «issmältningstemperaturer» finns tillgängliga för termoelement vars uppgift är att leverera rakt motsatt spänning till mätkretsen.
Värdet på kompensationsspänningen från en sådan modul hålls vid ett sådant värde att det exakt kompenserar temperaturen hos kopplingspunkterna för termoelementen som leder till modulen.
Temperaturen på anslutningspunkterna (terminalen) mäts med en termistor eller motståndstermometer och den exakta erforderliga spänningen matas automatiskt i serie i kretsen.
För en oerfaren läsare kan detta tyckas vara för mycket besvär för att helt enkelt använda termoelementet korrekt. Kanske vore det mer ändamålsenligt och ännu lättare att omedelbart använda en motståndstermometer eller samma termistor? Nej, det är inte enklare och mer ändamålsenligt.
Termistorer och motståndstermometrar är inte lika mekaniskt robusta som termoelement och har dessutom ett litet säkert driftstemperaturområde. Faktum är att termoelement har ett antal fördelar, varav två är de främsta: ett mycket brett temperaturområde (från -250 ° C till +2500 ° C) och en hög svarshastighet, som idag är ouppnåelig av antingen termistorer eller av motståndstermometrar, inte heller från andra sensorer.typer i samma prisklass.