Вот основные причины того, что термопары Т типа, выбирают для многих применений.
Термопары — хорошо известный, недорогой способ точного измерения температуры в широком диапазоне температур. Термопары T типа (медь-константан) имеют хорошую чувствительность и стабильность, их легко изготовить, они устойчивы к влажности, а соединение меди с медью на печатной плате устраняет необходимость в температурной изоляции. Вот основные причины того, что термопары Т типа, выбирают для многих применений, начиная от зондов для пищевой промышленности, которые не требуют широкого температурного диапазона – такого какой можно получить с термопарами К типа.
Компания ADI производит усилители для работы с термопарами со встроенной компенсацией холодного спая, но они не для термопар типа T. К счастью, усилители для термопар Т типа и К типа, имеют сходные характеристики по напряжению до температуры 100 ° С. Микросхемы для работы с термопарами К типа, такие как AD8495 или AD8497, из-за этого сходства могут использоваться и для измерений с термопарами Т типа причем с очень низким уровнем ошибки. Выходное напряжение при более высоких температурах, будет отклоняться от идеальной — 5 мВ/°С передаточной функции AD8495, поэтому в этом случае необходимо учитывать разницу напряжений из справочной таблицы или аппроксимировать её полиномом.
График был построен на основе таблицы из Национального института стандартов и технологий США для термопар T типа и передаточной функции AD8495 для того, чтобы показать зависимость выходного напряжения AD8495 при различных температурах спая.
Для перевода выходного напряжения в температуру может быть использован приведенный график или полином 6го порядка — VOUT(mV) = a0 + a1×T + a2×T2 + … + a6×T6. Коэффициенты полинома приведены в таблице ниже:
a6 |
a5 |
a4 |
a3 |
a2 |
a1 |
a0 |
2.115E–16 |
–2.116E–12 |
2.602E–09 |
–4.238E–06 |
5.548E–03 |
4.728 |
1.099 |
Во всем температурном диапазоне измерений от -200°C до 350°C и температурах холодного спая от 0 до 50 градусов вычисленная ошибка полиномиального представления составляет от –2,50 мВ до 2,28 мВ, что составляет менее чем ±0,5°C. В результате, также должны быть добавлены погрешности в изготовлении термопары и ошибки усилителя AD8495.
Обратите внимание, что выходное напряжение является отрицательным при температурах ниже 0°С. Так как выходное напряжение измеряется относительно опорного вывода (REF), то напряжение на нем REF может быть повышено таким образом, чтобы позволить работать с отрицательным выходным напряжением, используя однополярный источник питания. Так же смотрите в описании микросхемы AD8495 рекомендации по проектированию устройств работающих с термопарами, в том числе их заземление, фильтрацию от помех и примеры разводки печатной платы для того, чтобы поддерживать температуру устройства равной температуре холодного спая.
Scott Hunt scott.hunt@analog.com