열전대 센서 온도 측정 시스템의 설계 및 적용

일반적인 온도 측정 요소로서 열전대 센서는 널리 사용되었습니다 .
다음은 단일 칩 마이크로 컴퓨터로 제어되는 일반적인 온도 측정 시스템으로, 세 부분으로 구성됩니다. (1) 측정 증폭기 회로; (2) A/D 변환 회로; (3) 디스플레이 회로 . 발전소 및 화학 플랜트의 온도 측정 및 온도 제어 시스템에서 널리 사용됩니다 .
1. 하드웨어 설계
(1) 열전대 온도 센서
이 시스템은 Nickel-Chromium-Nickel-Silicon 열전대 .를 사용합니다. 측정 된 온도 범위는 0-655 정도 . 콜드 엔드 보상은 보상 브리지 방법을 채택합니다. 열전대 . 불균형 브리지는 저항기 R1, R2, R3 (망간 구리 와이어 와인딩), RCU (구리 와이어 와인딩) 및 브리지 전압 조절기의 4 개의 브리지 암으로 구성됩니다. 열전 회로 . rcu 및 열 끝의 콜드 엔드에 직렬로 연결된 브리지 전압 조절기로 구성됩니다. r 1= r 2= r 3=1 ω . 브리지 전원 공급 전압은 4V이며, 전압 안정화 전원 공급 장치 . rs는 전류 제도 저항력이 있으며, 전류의 저항 값은 다리가 다르게 다양합니다. . 이시기에, 다리의 4 개의 브리지 암 저항은 r {1= r 2= r 3= rcu이며, 냉기 온도가 20도에서 고안 될 때, rcu는 열기, RCU의 잠재력은 20도에서 고안 될 때 끝 A와 b .에 출력이 없다. 콜드 엔드 온도가 증가함에 따라 감소 . UAB는 열전 전위의 감소와 동일하며, UAB가 열전 전위에 중첩 된 후에 출력 전위는 변경되지 않아 콜드 엔드 보상의 자동 완료 .
(2) 측정 증폭기 회로
실제 회로에서, 열전대의 신호 출력은 수십 개의 millivolts를 넘지 않는다 (<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.
실제 회로에서 A1과 A2는 저음의 저지, 고정밀 OP AMP OP -07 칩을 사용합니다. 입력 오프셋 전압 드리프트 VIO와 입력 오프 오프셋 현재 온도 드리프트 IIO는 매우 작은 -07 OP -07 OP -07을 사용합니다. 약한 신호의 안정적인 통합, 정밀한 첨가, 비교 감지 및 정밀 증폭에 널리 사용됩니다 . op -07 듀얼 전원 공급 장치가 필요하며 작동 온도 범위는 0-70 정도 . 일반적으로 . .}.} 조정 . a3는 이중 전원 공급 장치가 필요한 741 칩을 사용하며 전원 공급 장치 범위는 ± (3-18) v . 전형적인 전원 공급 장치는 ± 15V이며, 이는 일반적으로 ± 5V보다 크거나 동일해야합니다. 필수 .
(3) A/D (아날로그-디지털) 변환 회로
측정 증폭기에 의해 증폭 된 전압 신호는 0-5 v . 전압 범위를 가지고 있습니다.이 신호는 아날로그 신호이며 컴퓨터에서 허용 할 수 없으므로 A/D 변환은 .를 수행해야합니다. 실제 회로에서 ICL7109 칩이 선택됩니다. 낮은 노이즈, 낮은 드리프트, 저비용 듀얼 intregral 12- 비트 A/D 변환기 . 현재 12- 비트 연속 근사 A/D 변환기는 비교적 비싸기 때문에 저렴한 이중 통신 12- 비트 a/d 변환기 ICL710은 너무 높게 사용될 수 있습니다. 계량, 압력 측정 및 온도 측정과 같은 다양한 센서 신호에 대한 고정밀 측정 시스템 .
열전대 센서 온도 측정 시스템의 위의 분석을 통해 모든 사람의 작업과 연구에 도움이되기를 바랍니다. .