Измерение температуры при помощи ZETSENSOR

Измерение температуры осуществляется при помощи термопары и измерительного модуля ZET 7020 TermoTC-485 или ZET 7120 TermoTC-CAN. Результаты измерений могут отображаться на цифровом индикаторе (автономные измерения), записываться с отображение графика температуры на экране монитора (регистрация температуры), использоваться в системах управления (регулирование температуры). Для управления могут быть использованы, например, твердотельные реле, имеющие малое напряжение срабатывания и широкий диапазон коммутируемой нагрузки.


Термопара ТП-2488/2 ХА

Термопара ТП-0198/1 ХА

Твердотельное реле


Твердотельное реле

Регистратор температур можно использовать, например, при аттестации климатических камер. В этом случае термопреобразователи располагаются в термокамере во всех углах и в центре объема камеры. Для мониторинга показаний термопар используется программа «Многоканальный самописец», которая отображает изменение температуры в каждой контролируемой точке.


Многоканальная распределенная система измерения температуры

При проведении климатических испытаний устройства ZETSENSOR выполняют функции измерительно-регулирующего узла (см. рисунок «Схема автономного регулятора температуры»):

  • измерение температуры осуществляется термопарой, сигнал с которой обрабатывается измерительным модулем ZET 7120,
  • текущее значение температуры отображается на цифровом индикаторе (для оператора) с записью на автономный накопитель или на ПК (если необходимо),
  • регулятором задается значение температуры, которую необходимо поддерживать, это значение передается в измерительную сеть модулем ZET 7160-E,
  • модуль ZET 7160-R управляет подключенным к нему исполнительным механизмом по заложенному алгоритму, используя текущие и показания термодатчика, обеспечивая заданный уровень температуры.

Приведенная система регулирует скорость нагревания/остывания камеры, поддержание заданной температуры, срабатывание сигнализации и протоколирование всего процесса испытания.

Схема автономного регулятора температуры

Использование интеллектуальных датчиков ZETSENSOR для измерения температуры существенно экономит средства покупателей по сравнению с использованием большинства технологических измерителей-регуляторов, представленных на нашем рынке.

В качестве чувствительного элемента при измерении температуры также можно использовать термоэлектрические преобразователи (термопары — ТП) следующих типов:

  • R — ТПП (Платина — 13 % родий/платина);
  • S — ТПП (Платина — 10 % родий/платина);
  • B — ТПР (Платина — 30 % родий/платина — 6 % родий);
  • J — ТЖК (Железо/медь — никель (железо/константан));
  • Т — ТМК (Медь/медь — никель (медь/константан));
  • Е — ТХКн (Никель — хром/медь — никель (хромель/константан));
  • К — ТХА (Никель — хром/никель — алюминий (хромель/алюмель));
  • N — ТНН (Никель — хром — кремний/никель — кремний (нихросил/нисил));
  • А-1 — ТВР (Вольфрам — рений/вольфрам — рений);
  • L — ТХК (Хромель/копель).

Выбрать первичный преобразователь можно в разделе ТЕРМОПАРЫ.

Принцип работы термопар основан на эффекте изменения термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) в месте спая составляющих элементов термопары. При этом не требуется дополнительный источник питания, т.к. выходное напряжение возникает вследствие термоэлектрических свойств материалов, входящих в состав термопары. ТермоЭДС возникает между проводниками, отличающимися по своим химическим или физическим свойствам.

В местах подключения термопары к измерительной системе возникают дополнительные термоЭДС. В результате на вход измерительной системы фактически поступает сумма сигналов от рабочей термопары и «термопары» в месте крепления. Сейчас в промышленности широко используется техника «компенсации холодного спая». Этот метод заключается в том, что температура «холодного спая» в месте подключения термопары измеряется другим датчиком температуры (компенсатором холодного спая), а затем измеренная величина программно или аппаратно вычитается из температуры, полученной при помощи рабочей термопары.

Измерительные модули ZETSENSOR имеют встроенный компенсатор холодного спая. Измерения осуществляются с учетом типа термопары и с поправкой на показания компенсатор холодного спая — таким образом, с выхода передается измеренное значение температуры, не требующие от пользователя какой-либо дополнительной обработки.

Термопары характеризуются гораздо большим измеряемым температурным диапазоном (от −100°С до +1800°С) по сравнению с термосопротивлениями, но при этом погрешность измерений увеличивается.

Сигналы от термопар обычно имеют значения от микровольт до милливольт, поэтому необходимо применять дополнительные меры по снижению уровней шумов и наводок. Обычно это экранирование и сокращение длины проводов. Поэтому использование интеллектуальных датчиков температуры обеспечивает большую точность измерений — измерительный модуль устанавливается в непосредственной близости от первичного преобразователя.

Для подключения термопар к измерительному модулю используется специальный кабель с термоэлектрической компенсацией.