Schemi per inclusione e compensazione di termocoppie

Come è noto, la termocoppia contiene due giunzionipertanto, per misurare correttamente e accuratamente la temperatura in una (la prima) delle giunzioni, è necessario mantenere l'altra (la seconda) giunzione a una temperatura costante, in modo che l'EMF misurata sia una chiara funzione della temperatura di solo il primo incrocio, il principale incrocio funzionante.

Quindi, al fine di mantenere le condizioni nel circuito di misurazione termica, in cui l'influenza parassita dell'EMF del secondo («transizione a freddo») sarebbe esclusa, è necessario in qualche modo compensare la tensione su di esso in ogni momento di lavoro . Come farlo? Come possiamo portare il circuito in uno stato tale che la tensione misurata della termocoppia cambi solo in base alle variazioni della temperatura della prima giunzione, indipendentemente dalla temperatura attuale della seconda?

Per ottenere le giuste condizioni, puoi ricorrere a un semplice trucco: posiziona la seconda giunzione (i punti in cui sono collegati i fili della prima giunzione con il dispositivo di misurazione) in un contenitore di acqua ghiacciata - in un bagno pieno d'acqua con ghiaccio ancora galleggiando in esso. Pertanto, alla seconda giunzione otteniamo una temperatura di fusione del ghiaccio praticamente costante.

Rimarrà quindi, monitorando la tensione della termocoppia risultante per calcolare la temperatura della prima giunzione (operativa), poiché la seconda giunzione sarà in uno stato invariato, la tensione in essa sarà costante. L'obiettivo alla fine sarà raggiunto, l'influenza della "giunzione fredda" sarà compensata. Ma se lo fai, risulterà ingombrante e scomodo.

Molto spesso, le termocoppie sono ancora utilizzate nei dispositivi portatili mobili, negli strumenti di laboratorio portatili, quindi un'altra opzione è delicata, un bagno di acqua ghiacciata, ovviamente, non ci soddisfa.

E c'è un modo così diverso: il metodo per compensare la tensione dal cambiamento di temperatura della «giunzione fredda»: collegare in serie al circuito di misurazione una sorgente di tensione aggiuntiva, la cui EMF avrà la direzione opposta e in grandezza sarà sempre esattamente uguale all'EMF della « giunzione fredda ».

Se la fem del «giunto freddo» viene costantemente monitorata misurandone la temperatura in modo diverso dalla termocoppia, allora si può applicare immediatamente una fem compensativa uguale, riducendo a zero la tensione totale della sezione parassita del circuito.

Ma come si può misurare continuamente la temperatura di "giunto freddo" per ottenere valori di tensione continua per la compensazione automatica?

Adatto a questo termistore O termometro a resistenzacollegato all'elettronica standard che genererà automaticamente una tensione di compensazione della grandezza richiesta. E mentre una giunzione fredda non è necessariamente letteralmente fredda, la sua temperatura di solito non è così estrema come una giunzione funzionante, quindi anche un termistore di solito va bene.

Sono disponibili speciali moduli di compensazione elettronica per le «temperature di fusione del ghiaccio» per termocoppie il cui compito è quello di fornire la tensione esattamente opposta al circuito di misura.

Il valore della tensione di compensazione proveniente da tale modulo è mantenuto ad un valore tale da compensare accuratamente la temperatura dei punti di giunzione delle termocoppie che portano al modulo.

La temperatura dei punti di connessione (terminale) viene misurata con un termistore o una termoresistenza e l'esatta tensione richiesta viene automaticamente alimentata in serie nel circuito.

A un lettore inesperto, questo può sembrare un problema eccessivo per il semplice utilizzo accurato della termocoppia. Forse sarebbe più conveniente e anche più semplice utilizzare immediatamente un termometro a resistenza o lo stesso termistore? No, non è più semplice e più conveniente.

I termistori e i termometri a resistenza non sono meccanicamente robusti come le termocoppie e hanno anche un piccolo intervallo di temperatura di esercizio sicuro. Il fatto è che le termocoppie presentano una serie di vantaggi, due dei quali sono i principali: un intervallo di temperatura molto ampio (da −250 ° C a +2500 ° C) e un'elevata velocità di risposta, oggi irraggiungibile né dai termistori né da termometri a resistenza, né da altri sensori.tipi nella stessa fascia di prezzo.