La proiectarea și aplicarea sistemului de măsurare a temperaturii senzorului termocuple

Ca element tipic de măsurare a temperaturii, senzorul termocuple a fost utilizat pe scară largă .
Următorul este un sistem tipic de măsurare a temperaturii controlat de un microcomputer cip, care constă din trei părți: (1) circuit de amplificare de măsurare; (2) circuitul de conversie A/D; (3) Circuitul de afișare . este utilizat pe scară largă în sistemele de măsurare a temperaturii și de control al temperaturii în centralele electrice și plantele chimice .
1. design hardware
(1) Senzor de temperatură termocuple
Acest sistem folosește termocuple nichel-chromium-nickel-silicon . Intervalul de temperatură măsurat este 0-655 gradul . Compensarea frontală la rece adoptă metoda podului de compensare . potențialul generat de podul de neegalat este utilizat la compensarea temperaturii pentru modificarea modificării termoelectric thermocouple. The unbalanced bridge consists of four bridge arms of resistors R1, R2, R3 (manganese copper wire winding), Rcu (copper wire winding) and a bridge voltage regulator, which are connected in series in the thermocouple circuit. Rcu and the cold end of the thermocouple are at ±0℃, and R1=R2=R3=1Ω. The bridge power supply voltage is 4V, powered by a voltage-stabilized power supply. Rs is a current-limiting resistor, and its resistance value varies with different thermocouples. The bridge is usually balanced at 20℃. At this time, the four bridge arm resistances of the bridge are R1=R2=R3=Rcu, and there is no output at ends a and b. When the cold end temperature deviates from 20℃, for example, when it rises, Rcu increases, while the thermoelectric potential of the thermocouple Scădește pe măsură ce temperatura fină a rece crește . UAB este egală cu scăderea potențialului termoelectric, iar potențialul de ieșire rămâne neschimbat după ce UAB este suprapus potențialului termoelectric, obținând astfel finalizarea automată a compensării finale la rece .}
(2) Circuitul amplificatorului de măsurare
În circuitele reale, ieșirea semnalului de la termocuple nu este mai mult de câteva zeci de milivoli (<30mV), and contains common-mode interference such as power frequency, static electricity and magnetic coupling. To amplify this kind of circuit, the amplifier circuit needs to have a high common-mode rejection ratio, high gain, low noise and high input impedance. Therefore, a measurement amplifier circuit is suitable. The measurement amplifier is also called a data amplifier, instrument amplifier and bridge amplifier. It has a high input impedance and is easy to match with various signal sources. Its input offset voltage, input offset current and input bias current are small, and the temperature drift is small. Due to the small time temperature drift, the measurement amplifier has good stability. The measurement amplifier is composed of three op amps, and the differential input terminals R1 and R2 are connected to the in-phase terminals of A1 and A2 respectively. The input impedance is very high, a symmetrical circuit structure is used, and the measured signal is directly added to the input terminal, thereby ensuring a strong ability to suppress common-mode signals. A3 is actually a differential follower, and its gain is approximately 1. The gain of the measuring amplifier is: AV=V0/(V2-V1), AV=Rf/R(1+(Rf1+Rf2)/RW). In this circuit, as long as the performance of op amps A1 and A2 is symmetrical (mainly referring to input impedance and voltage gain), their drift will be greatly reduced. They have high input impedance and common mode rejection ratio, are very sensitive to tiny differential mode voltage, and are suitable for measuring signals transmitted over long distances. Therefore, they are very easy to use with sensors with tiny outputs. RW is an external resistor used to adjust the gain, and a multi-turn potentiometer is used here.
În circuitul propriu-zis, A1 și A2 folosesc cipuri de o opțiune de înaltă precizie, de înaltă precizie OP OP -07, a căror tensiune de ieșire a tensiunii de intrare VIOS VIOS ȘI OFFSET Curent Temperatura curentă IIOS sunt foarte mici . op -07 folosește tehnologia ultra-ridicată și „Zener Fine-Tuning” Utilizat pe scară largă în integrarea stabilă, adăugarea de precizie, detectarea comparației și amplificarea de precizie a semnalelor slabe . OP -07 necesită o alimentare dublă, iar intervalul de temperatură de funcționare este 0-70 gradul . În general, ajustarea zero nu este necesară . dacă este necesară ajustarea zero, RW nu poate fi necesară pentru a fi necesară pentru a fi necesară pentru a fi necesară o ajustare zero. adjustment. A3 uses 741 chip, which requires dual power supply, and the power supply range is ±(3-18)V. The typical power supply is ±15V, which should generally be greater than or equal to ±5V. It contains compensation capacitors inside, and no external compensation capacitors are Obligatoriu .
(3) circuit de conversie A/D (analog-digital)
The voltage signal amplified by the measurement amplifier has a voltage range of 0-5V. This signal is an analog signal and cannot be accepted by the computer, so A/D conversion must be performed. In the actual circuit, the ICL7109 chip is selected. ICL7109 is a high-precision, Integral dublu-integral {12- cu costuri reduse {12- bit a/d convertor . Deoarece curentul 12- bit aproximat succesiv a/d convertor este relativ scump, ieftinul dual-integral 12- bit a/d converter, Icl7109 poate fi utilizat în situații în care se poate folosi, de asemenea, ASL7109, care se poate folosi în Situations în sisteme de măsurare de înaltă precizie pentru diverse semnale de senzori, cum ar fi cântărirea, măsurarea presiunii și temperatura de măsurare .
Prin analiza de mai sus a sistemului de măsurare a temperaturii senzorului termocuplei, sper că va fi util pentru munca și studiul tuturor .