Sur la conception et l'application du système de mesure de la température du capteur de thermocouple

En tant qu'élément de mesure de température typique, le capteur de thermocouple a été largement utilisé .
Ce qui suit est un système de mesure de température typique contrôlé par un micro-ordinateur à puce unique, qui se compose de trois parties: (1) circuit d'amplificateur de mesure; (2) circuit de conversion A / D; (3) Circuit d'affichage . Il est largement utilisé dans les systèmes de mesure de la température et de contrôle de la température dans les centrales électriques et les usines chimiques .
1. Conception matérielle
(1) Capteur de température du thermocouple
Ce système utilise des thermocouples de nickel-chromium-nickel-silicon . La plage de température mesurée est 0-655 . La compensation de fin à froid adopte la méthode du pont de compensation . Le potentiel généré par le pont déséquilibré est utilisé pour compenser le changement de thermoélectricité Les thermocouples . Le pont déséquilibré se compose de quatre bras de pont des résistances R1, R2, R3 (enroulement de fil de cuivre du manganèse), RCU (enroulement du fil de cuivre) et un régulateur de tension de pont, qui sont connectés en série dans le circuit thermocouple .} et la fin du froid de la thermocople R 1= r 2= r 3=1 ω . La tension d'alimentation du pont est 4V, alimentée par une résistance à limite de tension, et sa valeur de résistance varie à un degré de thermocouples {{21} . À l'heure actuelle, les quatre résistances du bras du pont du pont sont r 1= r 2= r 3= RCU, et il n'y a pas de sortie aux extrémités A et B . lorsque la température finale froide s'écarte de 20 degrés, par exemple, lorsqu'il augmente, RCU augmente, tandis que la thermoélectricité, par exemple, lorsqu'il augmente, RCU augmente, tandis que la thermoélectriale, par exemple, lorsqu'il augmente, RCU augmente, tandis que la thermoélectriale, par exemple, lors de la réduction de la thermique, RCU augmente, tandis que la thermoélectriale, par exemple, lorsqu'il augmente, RCU augmente, tandis que la thermoélectriale, par exemple, lors de la réduction de la thermique, RCU, À mesure que la température d'extrémité froide augmente . UAB est égale à la diminution du potentiel thermoélectrique, et le potentiel de sortie reste inchangé après que l'UAB est superposé au potentiel thermoélectrique, réalisant ainsi l'achèvement automatique de la compensation finale froide .
(2) circuit d'amplificateur de mesure
Dans les circuits réels, la sortie du signal du thermocouple n'est pas plus de quelques dizaines de millibolts (<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.
Dans le circuit réel, A1 et A2 utilisent des puces OP OP OP -07 à faible débrif L'intégration stable, l'ajout de précision, la détection de comparaison et l'amplification de précision des signaux faibles . op -07 nécessitent une alimentation double, et la plage de température de fonctionnement est 0-70 degré . Généralement, un ajustement zéro n'est pas requis . si un ajustement zéro est requis, A3 utilise une puce 741, qui nécessite une double alimentation, et la plage d'alimentation est ± (3-18) v . L'alimentation typique est ± 15V, ce qui devrait généralement être supérieur ou égal à ± 5V . qu'il contient des capacités de compensation à l'intérieur, et aucun capacite de rémunération externe n'est requis {{22.
(3) circuit de conversion A / D (analogique-numérique)
Le signal de tension amplifié par l'amplificateur de mesure a une plage de tension de 0-5 v . Ce signal est un signal analogique et ne peut pas être accepté par l'ordinateur, donc la conversion A / D doit être effectuée . dans le circuit réel, la puce ICL7109 est sélectionnée . icl7109. Le convertisseur A / D Bit-Integral à faible coût à faible dual à faible coût et à faible coût . étant relativement coûteux, le convertisseur actuel 12- APPROXIMATION AU / D CONVERTER est relativement coûteux, le Dual-Integral bon marché peut être utilisé dans les situations où le convertisseur ICL7109 est utilisé dans le cadre du convertisseur ICL7109. Comme dans les systèmes de mesure de haute précision pour divers signaux de capteur tels que la pesée, la mesure de la pression et la température de mesure .
Grâce à l'analyse ci-dessus du système de mesure de la température du capteur de thermocouple, j'espère qu'il sera utile au travail et à l'étude de chacun .