Wo ist die Vergleichsstelle an den handelsüblichen Thermoelementen?

Nach allen Lehrbüchern und Artikeln muss ein Thermoelement irgendwo in der Mitte eine Vergleichsstelle haben.

Keines der kommerziellen Produkte hat jedoch einen Mittelpunkt oder einen markierten Punkt zur Anzeige der Position der Vergleichsstelle. Sie sind einfach nichts als ein langer Draht.

Ich möchte einen weiteren Temperatursensor in der Nähe der Vergleichsstelle platzieren und seine Temperatur für eine genauere Messung von der gemessenen Temperatur der heißen Verbindungsstelle abziehen. Also muss ich den Ort der Vergleichsstelle kennen. Wie finde ich es?

An Ihren Vergleichsstellen (mindestens zwei!) Verbinden Sie die beiden (unterschiedlichen!) Thermoelementmetalle mit Ihrem Stromkreis. Beachten Sie, dass dies in mehreren Schritten erfolgen kann, z. B.: Thermoelement - Anschluss - Drähte - Leiterplatte. Dies sind alles Vergleichsstellen. Halten Sie sie alle auf der gleichen Temperatur und messen Sie diese Temperatur. Wenn keine Erwärmungs- oder Kühleffekte auftreten, ist dies einfach die Umgebungstemperatur, und Sie können einen Temperatursensor überall auf Ihrer Platine verwenden. Es kann jedoch nicht schaden, ihn in der Nähe des Thermoelementsteckers zu platzieren und wärmeerzeugende Komponenten so weit wie möglich zu platzieren .

Heutzutage gibt es häufig (wenn nicht normalerweise) virtuelle Vergleichsstellen in Verstärkern, die für den Umgang mit Thermoelementen vorgesehen sind. Es wird oft als "elektronische Eispunktreferenz" bezeichnet. Die Temperatur der virtuellen Vergleichsstelle wird auf andere Weise gemessen und die Temperatur wird intern kompensiert.

Bei dem Thermokoppler mit angeschlossenem Stecker befindet sich die Vergleichsstelle im Stecker

Dort sind die 2 Metalle mit den Stiften des Steckers verbunden, sodass Sie hier die Vergleichsstelle haben.

Für den Thermokoppler mit den Blinddrähten wird die Verbindung entweder von Ihnen hergestellt, wenn Sie die beiden Drähte verbinden, oder sie befindet sich im schwarzen Teil direkt darüber.

An der „kalten“ Verbindung (tatsächlich kann sie wärmer sein als die Messverbindung) gehen die Drähte des Thermoelementmaterials zum Schaltungsmaterial (normalerweise Kupfer) über. Bei den meisten Thermoelementen (außer Kupfer-Constantan vom Typ T) gibt es zwei Übergänge, die physikalisch nahe beieinander liegen, typischerweise an einer Schraubklemmenleiste.

Wenn Sie eine Genauigkeit wünschen, müssen Sie Wärmegradienten im Bereich dieser Klemmleiste verhindern (z. B. verhindern, dass Luft darauf bläst), die Erwärmung durch andere Teile des Stromkreises minimieren und Störungen minimieren, die durch die Wärmeleitfähigkeit des Stromkreises verursacht werden Drähte selbst und verwenden Sie einen Sensor zum Messengenau die Temperatur des Punktes, an dem die Drähte zu Kupfer übergehen. Es hilft, die thermische Masse im Bereich des Klemmenblocks groß zu halten. Ein 3 ° C-Fehler zwischen Ihrer gemessenen Temperatur und der Temperatur dieser Übergänge bedeutet, dass Sie (normalerweise) einen zusätzlichen Fehler von ~ 3 ° C in Ihrer gemessenen Temperatur haben. Daher ist die Genauigkeit der Messung der Vergleichsstellenkompensation bei hoher Genauigkeit und / oder hohen Temperaturen äußerst wichtig in der Nähe der Umgebung werden gemessen. Wenn es sich um eine hohe Temperatur handelt, die Sie messen (z. B. 400 ° C), und Sie sich nicht für 5 ° C interessieren, können Sie viel schlampiger sein. Für mindestens ein Thermoelement (B) ist die Vergleichsstelle aufgrund der extremen Nichtlinearität fast nicht erforderlich (sie kehrt sich tatsächlich unter Raumtemperatur um, so dass sie nicht monoton ist).

Die traditionelle Methode kontrollierte die Temperatur an den Übergängen mit einem Eisbad, aber das ist für die meisten modernen Anwendungen eindeutig unpraktisch.

Sobald Sie die Temperatur haben, können Sie die resultierende thermoelektrische Spannung aus den Vergleichsstellen berechnen, die gemessene EMF um diesen Faktor anpassen und die Temperatur aus der eingestellten EMF berechnen. Eine gerade lineare Korrektur kann verwendet werden (so viele uV / ° C), wenn eine schlampige Genauigkeit akzeptabel ist, aber im Allgemeinen sind sowohl Vorwärts- als auch Rückwärtsfunktionen leicht nichtlinear, was einen Kompromiss darstellt.

Die "Vergleichsstelle" für ein Thermoelement ist ein beliebiger "angemessener" Abstand von der Spitze des Thermoelements. Der Grund für die Abstandsmehrdeutigkeit liegt darin, dass sie von den wärmeisolierenden Eigenschaften des Materials zwischen dem Thermoelement und der "kalten" Verbindung abhängt. Wenn Sie eine gute Wärmedämmung haben, reichen ein paar Zentimeter aus. Wenn nicht, braucht es vielleicht ein paar Meter und ein "Eisbad". Wenn Luft die "kalte Verbindung" umgibt, ist ihre Temperatur Umgebungstemperatur, andernfalls ist es die Temperatur des "Bades", das zum Kühlen der Verbindung verwendet wird.
Wenn Sie das uAmeter unter Verwendung genauer Referenzpunkte (Eiswasser, 0 ° C; Umgebungstemperatur 25 ° C; kochendes Wasser, 100 ° C usw.) kalibrieren , ist keine Kompensation erforderlich .