온도 트랜스미터에 대한 냉접점 보상
열전대를 많이 다루는 사람들도 열전대의 냉접점(참조)이 어떻게 작동하는지 정확히 알지 못할 수도 있습니다. 냉접점에 대해 논의하려면 먼저 열전대 이론과 열전대가 작동하는 방식에 대한 간략한 이해가 필요합니다.
냉접점 또는 기준접점
열전대"냉접점"흔히 다음과 같이 불린다."기준접점"하지만 우리 생각에는 사람들이 이 용어를 사용합니다."냉접점"더 자주 .
일반적인 열전대
열전대는 업계에서 흔히 사용되는 온도 센서입니다. 열전대의 여러 가지 장점으로 인해 널리 사용됩니다. 저항성 온도 센서(RTD)보다 훨씬 높은 매우 높은 온도를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 열전대는 또한 매우 강력한 센서이므로 쉽게 파손되지 않습니다. 열전대는 저항성 온도 센서만큼 정확하지는 않지만 많은 응용 분야에서 충분히 정확합니다.
열전쌍의 작동 원리
열전대는 한쪽 끝이 서로 결합된 서로 다른 전기 전도체로 만들어진 두 개의 와이어로 구성됩니다("더운"끝), 이는 온도를 측정하는 데 사용되는 끝입니다. 도마 요한 Seebeck이 1821년에 발견한 것처럼 이러한 전선의 연결 지점이 서로 다른 온도에 노출되면 열 전류가 생성되어 열린 끝의 전선 사이에 작은 간격이 생성됩니다. 전압. 전압은 사용되는 전선의 온도와 재질에 따라 달라집니다. 이 효과를"제벡 효과".
열전쌍의 단순화된 회로도
"열전대 재료 1 및 2"위 그림에서는 열전대에 사용되는 두 가지 다른 재료를 나타냅니다."T1"온도가 측정되는 지점인 열전대의 열접점입니다. 둘"TCJ"냉접점의 온도이다. 열전대 와이어의 온도 구배로 인해 열전압은 항상 두 와이어 사이에서 생성됩니다."더운"그리고"추운"끝납니다. 따라서 전압을 생성하는 것은 접합부가 아니라 전압을 생성하는 와이어를 따른 온도 구배입니다. 하지만 더운 단자와 추운 단자 사이에 열전압이 발생한다는 설명이 이해하기 쉽습니다.
열전대 유형 및 재료
다양한 재료와 합금으로 제조된 다양한 유형의 열전대가 있습니다. 재료가 다르면 민감도도 달라지고, 동일한 온도에서 열 전압도 달라지며, 다른 특성에도 영향을 미칠 수 있습니다. 여러 가지 다른 열전대 유형이 표준화되었으며 사용된 특정 재료에 대한 지정이 제공됩니다. 이름은 일반적으로 매우 짧으며 일반적으로 K, R, S, J, K 등과 같은 문자 하나만 입력합니다.
가장 일반적인 열전대 및 해당 재료
서로 다른 열전대는 서로 다른 재료로 만들어지기 때문에 아래 그림과 같이 열전 전압도 다릅니다. 동일한 온도에서 서로 다른 유형 간에 생성되는 전압은 크게 다릅니다.
열전대의 열 전압
열전대의 제벡 계수
더 낮은 온도를 측정하려는 경우 더 높은 전압을 제공하고 측정하기 더 쉽기 때문에 더 민감한 유형이 더 좋습니다. 그러나 고온을 측정해야 하는 경우 극심한 열에 사용할 수 있는 덜 민감한 유형을 선택하는 것이 좋습니다. 제벡 계수는 온도에 따라 열전대의 전압이 얼마나 변하는지 나타냅니다. 위의 그래프는 다양한 열전대 간의 다양한 감도를 보여주며, 열전대 교정기가 종종 다양한 열전대 유형에 대해 서로 다른 정확도 등급을 갖는 이유도 설명합니다.
콜드엔드
우리는 서로 연결되어 열전압을 생성하는 두 개의 서로 다른 도체를 보여주는 단순화된 열전대 회로도를 제시합니다. "열접점"연결. 이 시점에서 당신이 물어볼 가장 큰 질문은 다음과 같습니다."전선의 반대쪽 끝은 어디에 있나요?"열전대에서 전압을 측정할 때 열전대의 전선을 전압계에 연결합니다. 전압계 연결 재료는 일반적으로 구리 또는 금도금 구리이므로 열전대 재료와 동일하지 않습니다. 즉, 전압계 연결에 두 개의 새로운 열전대를 생성한다는 의미입니다!
위 다이어그램에서 재료 1과 재료 2는 열전대를 형성하는 두 개의 열전대 재료입니다. 그만큼"핫엔드"은 서로 납땜되는 지점이며 공정의 온도가 측정되는 지점이며 전압 U1이 생성되는 지점입니다. 이 U1이 우리가 측정하려는 것입니다. 에서"냉접점"지점에서 열전대는 다른 재료(재료 3)로 연결된 전압계에 연결됩니다. 이러한 다양한 재료가 동일한 주변 온도에 있는 한, 생성되는 추가 전압 U2, U3은 전체 열 전압에 영향을 미치지 않습니다. 인덱스 테이블의 열 전압은 추운 End가 0°C일 때 더운 End에서 추운 End까지의 열 구배에 의해 생성된 전압 세트입니다. 그러나 실제 응용 분야에서 온도 트랜스미터의 주변 온도와 열전대의 냉접점은 대부분의 경우 0°C가 아닙니다. 따라서 인덱스 테이블을 이용하여 열접점 온도를 계산할 때에는 냉접점 온도의 영향을 제거해야 하는데, 이를 냉접점 보상이라고도 한다.
냉접점 보상 방법
1. 어는점욕법
특성상 열전대 접합부는 0°C(32°F)에서 열 전압을 발생시키지 않습니다. 따라서 해당 온도(예: 어는점 수조 또는 정밀 온도 교정 오븐)에서 냉접점을 연결할 수 있습니다. 연결 중에 열 전압을 발생시키지 않고 열전대 와이어를 어는점 수조의 구리선에 연결합니다. 그러면 추운 끝은 걱정하지 않으셔도 됩니다. 오류나 부식을 일으킬 수 있는 누출 전류를 방지하기 위해 연결부는 얼음조의 물과 전기적으로 절연되어야 합니다. 이는 매우 정확한 방법이며 일반적으로 교정 실험실에서 수행됩니다. 공장에서는 그다지 실용적이지 않기 때문에 일반적으로 공장에서는 사용되지 않습니다.
2. 고정 온도에서의 냉접점
얼음 싱크는 비현실적인 것으로 밝혀졌으므로 알려진 고정 온도에서 냉접점을 수행할 수도 있습니다. 정션박스를 항상 특정 온도로 유지하는 온도 제어 장치가 있는 작은 정션박스를 사용할 수 있습니다. 일반적으로 온도는 주변 온도보다 높으므로 상자를 냉각할 필요 없이 가열만 하면 됩니다.
냉접점의 온도와 열전대의 종류를 알면 냉접점의 열전압을 계산하고 보상할 수 있습니다. 많은 측정 장치 또는 온도 교정기에는 냉접점 온도를 입력하는 기능이 있으며 장치가 모든 계산과 보상을 수행합니다.
3. 냉접점 온도 측정을 위한 자동 보상
측정 장비에 맡기면 자동으로 계산됩니다. 측정 장치(송신기, DCS 입력 카드)는 언제든지 냉접점 온도를 측정하고 온라인으로 냉접점 오류를 자동으로 보상할 수 있습니다. 측정 장치는 열전대의 유형도 알고 있으므로 자동으로 연속적으로 보상을 수행할 수 있습니다.
이는 냉접점에 대해 걱정할 필요가 없고 장비가 처리하도록 하므로 일반 측정 및 교정에서 냉접점을 보상하는 가장 쉽고 실용적인 방법입니다.
NCS-TT106용 냉접점 보상
마이크로사이버 Corporation의 모듈형 온도 트랜스미터 제품에는 수사슴, 프로피버스 아빠, FF H1 세 가지 계약이 포함됩니다.
위에서 언급한 모든 냉접점 보상 방법을 지원하며, 냉접점 온도 측정을 위한 두 가지 자동 보상 방법이 있습니다. NCS-TT106 단자 가까이에 내장된 온도 센서를 사용하거나 외부 백금 저항 온도 센서를 선택할 수 있습니다. 내장된 온도 센서의 온도 측정 정확도는 ±0.5 ℃ 이며, 외부 PT100 백금 저항 온도 센서 연결 시 온도 측정 정확도는 ±0.15 ℃ 입니다.
