Schémy na zahrnutie a kompenzáciu termočlánkov
Ako je známe, termočlánok obsahuje dva prechodypreto pre správne a presné meranie teploty na jednom (prvom) z prechodov je potrebné udržiavať druhý (druhý) prechod na nejakej konštantnej teplote, aby namerané EMF bolo jasnou funkciou teploty iba prvá križovatka – hlavná pracovná križovatka.
Aby sa teda zachovali podmienky v tepelnom meracom obvode, v ktorom by bol vylúčený parazitný vplyv EMF druhého ("studený prechod"), je potrebné nejako kompenzovať napätie na ňom v každom pracovnom okamihu . Ako to spraviť? Ako dostaneme obvod do takého stavu, aby sa namerané napätie termočlánku menilo len v závislosti od zmien teploty prvého prechodu, bez ohľadu na aktuálnu teplotu druhého?
Na dosiahnutie správnych podmienok sa môžete uchýliť k jednoduchému triku: umiestnite druhú spojku (miesta, kde sú spojené vodiče prvej spojky s meracím prístrojom) do nádoby s ľadovou vodou - do vane plnej vody s ľadom stále v ňom pláva. Na druhej križovatke teda dostaneme prakticky konštantnú teplotu topenia ľadu.
Potom zostane sledovať výsledné napätie termočlánku pre výpočet teploty prvého (prevádzkového) prechodu, keďže druhý prechod bude v nezmenenom stave, napätie v ňom bude konštantné. Cieľ sa nakoniec podarí dosiahnuť, vplyv „studeného spoja“ bude kompenzovaný. Ale ak to urobíte, ukáže sa to ako ťažkopádne a nepohodlné.
Najčastejšie sa termočlánky stále používajú v mobilných prenosných zariadeniach, v prenosných laboratórnych prístrojoch, takže iná možnosť je šetrná, ľadový vodný kúpeľ nám, samozrejme, nevyhovuje.
A existuje taký iný spôsob - metóda kompenzácie napätia z meniacej sa teploty «studeného spoja»: zapojte sériovo do meracieho obvodu zdroj dodatočného napätia, ktorého EMF bude mať opačný smer a veľkosť. bude vždy presne rovné EMF «studeného spoja».
Ak je emf «studeného spoja» nepretržite monitorované meraním jeho teploty iným spôsobom ako termočlánok, potom je možné okamžite použiť rovnaké kompenzačné emf, čím sa zníži celkové parazitné prierezové napätie obvodu na nulu.
Ako však môžete nepretržite merať teplotu „studeného spoja“, aby ste získali nepretržité hodnoty napätia pre automatickú kompenzáciu?
Vhodné na toto termistor alebo odporový teplomerpripojený k štandardnej elektronike, ktorá automaticky vytvorí kompenzačné napätie požadovanej veľkosti. A hoci studený spoj nemusí byť nutne doslova studený, jeho teplota zvyčajne nie je taká extrémna ako pracovná, takže aj termistor je zvyčajne v poriadku.
Pre termočlánky, ktorých úlohou je dodávať presne opačné napätie do meracieho obvodu, sú k dispozícii špeciálne elektronické kompenzačné moduly pre «teploty topenia ľadu».
Hodnota kompenzačného napätia z takéhoto modulu sa udržiava na takej hodnote, aby presne kompenzovala teplotu spojovacích bodov termočlánkov vedúcich k modulu.
Teplota pripojovacích miest (svoriek) sa meria termistorom alebo odporovým teplomerom a presne požadované napätie sa automaticky privádza do série v obvode.
Neskúsenému čitateľovi sa to môže zdať ako priveľa problémov kvôli jednoduchému presnému použitiu termočlánku. Možno by bolo vhodnejšie a ešte jednoduchšie okamžite použiť odporový teplomer alebo rovnaký termistor? Nie, nie je to jednoduchšie a účelnejšie.
Termistory a odporové teplomery nie sú tak mechanicky odolné ako termočlánky a majú tiež malý bezpečný rozsah prevádzkových teplôt. Faktom je, že termočlánky majú množstvo výhod, z ktorých dve sú hlavné: veľmi široký teplotný rozsah (od −250 °C do +2500 °C) a vysoká rýchlosť odozvy, ktorá je dnes nedosiahnuteľná ani termistormi, resp. odporovými teplomermi, ani z iných snímačov.typy v rovnakej cenovej kategórii.