Подключаем термопару к микроконтроллеру – Как подключить – AVR project.ru – Проекты на микроконтроллерах AVR

–> –>

–>Главная–> » –>Статьи–> » Как подключить

Подключаем термопару к микроконтроллеру

 Термопары широко применяются там где необходимо точно померить высокие температуры, т  Термопара это два проводника из разных металлов и имеющих общую точку контакта (спай). В точке этого контакта возникает разность потенциалов. Эта разность потенциалов зовется термоэдс и напрямую зависит от температуры, в которой находится спай. Металлы подбираются таким образом, чтобы зависимость термоэдс от температуры нагрева была наиболее линейна. Это упрощает расчет температуры и сокращает погрешность измерений.  image image Отношение входного и выходного напряжений описывается простой формулой: Vout/Vin = 1 + (R2/R1)  От значений резисторов обратной связи R1 и R2 зависит коэффициент усиления сигнала. Величину усиления сигнала нужно подбирать с учетом того, что будет использоваться в качестве опорного напряжения.   Допустим опорным будет напряжение питания микроконтроллера 5V. Теперь необходимо определится с диапазоном температур, которые собираемся измерять. Я взял пределом измерения 1000 °C. При этом значении температуры на выходе термопары будет потенциал примерно 41,3мВ. Это значение должно соответствовать напряжению в 5 вольт на входе АЦП. Поэтому операционник должен иметь коэффициент усиления не менее 120. В итоге родилась такая схема:  В загашнике у меня нашлась давно собранная плата с этим операционником, собирал как предусилитель для микрофона, ее я и применил:  Термопара тоже валялась без дела долгое время – она шла в комплекте с моим мультиметром. Спай закрыт в металлическую гильзу.  Код  Bascom-AVR для работы с термопарой: $regfile = “m8def.dat” $crystal = Dim W As Config Lcdpin=Pin,Rs=Portb. ,E=Portd.7,Db4=Portd.6,Db5=Portd.5,Db6=Portb.7,Db7=Portb.6 Config Lcd = 16 * 2 Cursor Off Config Timer1 = Timer , Prescale = 64 On Timer1 Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Enable Interrupts Enable Cls Rem Температура: Lcd “Teјѕepaїypa:” Lowerline Lcd Waitms Acp Start Adc ‘запуск АЦП = Getadc(1) = W / 1.28                               ‘подгоняем замеры под действ. температуру End  Число 1,28 в знаменателе получил опытным путем, подгоняя значение считанное с АЦП в известное значение температуры.  Коротко расскажу как это происходило у меня. В качестве эталона замера температуры выступил пар в кипящем чайнике. Для чистоты эксперимента сначала замерил температуру пара мультиметром, подсоединив к нему термопару. Удостоверившись в правильности показаний, замерил температуру уже новоиспеченным девайсом и подгоняя коэффициент деления, установил значение 100°C.  После выставления первой контрольной точки, хорошо было бы повторить вышеописанное при другой известной температуре, но дальше экспериментировать не стал. В пламени зажигалки измерил ~700 °C (что похоже на правду), а вот при комнатной температуре девайс выдавал под 50°C, наверно дело в мусоре младших разрядов АЦП. Но думаю собрать, например, терморегулятор для паяльника вполне сгодится. Печатная плата с усилителем термопары График зависимости термоэдс от температуры Полезный документ с характеристиками термопар разных видов
–>Категория–>: Как подключить | –>Добавлено–>: 26.03.2012
–>Просмотров–>: 111103 | –>Комментарии–>: 15 | –>Теги–>: | –>Рейтинг–>: /18
–>Всего комментариев–>: 15
  Спам 15 romani   (28.12.2013 01:11) [Материал] Огромнейшее спасибо за объяснение! Вы помогли мне защитить курсач! и написать его)))
  Спам 14 miolk   (27.12.2013 22:49) [Материал] Для паяльной станции предпочтительней термопара ХК (хромель-копель). У неё термоэдс в несколько раз выше, соответственно измерения точнее. ХА используют при более высоких температурах, т.к. для ХК предел – около 400 градусов Цельсия.
+1   Спам 13 forter   (24.12.2013 20:20) [Материал]
  Спам 12 romani   (23.12.2013 22:53) [Материал] какую фнкцию выполняет резистор R4?
  Спам 11 exersizze   (10.08.2013 23:54) [Материал] forter, благодарю за разъяснения!
+1   Спам 10 forter   (09.08.2013 15:50) [Материал]
  Спам 9 gadz   (08.08.2013 21:04) [Материал]
  Спам 8 exersizze   (06.04.2012 23:45) [Материал] Операционник все равно дает очень маленький выходной ток, на память десятки микроампер. А выход операционника отличается очень маленьким сопротивлением. И поэтому при уменьшении R2 разницы не будет, имхо. а вообще я этот резюк поставил в соответствии со схемой на радиокоте про цифровую паялку, там похожая схема усилителя и стоит именно 1МОм, решил идти по проверенной схеме )
  Спам 7 Andrew   (06.04.2012 14:47) [Материал]
  Спам 6 exersizze   (28.03.2012 09:04) [Материал] Вы правы поиск рулит) Доходчиво и просто расписано здесь
  Спам 5 tenevikus   (27.03.2012 22:41) [Материал] в поделках они нужны…. расскажите нам….
  Спам 4 tenevikus   (27.03.2012 22:40) [Материал] спасибо за статью огромное. но есть одна просьба…. раз все ходят к вам за информацией… то расскажите в следующем материале в вашей доходчивой форме про эти опер.усилители. понятно что книги и поиск рулят…. но мы же у вас столуемся и куча тонкостей нам лишняя…
  Спам 3 exersizze   (26.03.2012 19:53) [Материал] Спасибо за совет, интересная ссылка за спам не считается) На моей платке стоит подстроечник на 5 кОм, возможно им получится подрегулироват коэффициент усиления операционника, а вообще да, муторное это дело. Под каждую термопару нужно проводить индивидуальную калибровку. Еще при большой разнице горячего и холодного спаев (точки соединения металлов и свободные концы) может возникать погрешность в десятки градусов, поэтому для точного измерения высоких температур нужно городить схему компенсации холодного спая. И самое главное, что десятибитного АЦП микроконтроллера явно не достаточно для измерения диапазона температур выше 1000 град.
  Спам 2 4ester   (26.03.2012 13:43) [Материал] кстати забыл сказать что в схеме есть ошибка соединения в месте R6? r8. быть не должно.
  Спам 1 4ester   (26.03.2012 13:42) [Материал] при комнатной температуре девайс выдавал под 50°C Скорее всего у вас не правильно подобран коэффициент усиления операционника, я когда делал ИК паяльную станцию уйму времени убил на настройку усилителей термопар, суть заключалась в следующем, за основу была взята вот эта схема http://ur5kby.at.ua/publ….-1-0-67 (извините за ссылку заранее, не сочтите за спам,) в начале резистором по схеме R6 при погруженной темропаре в талую воду выставлялся 0°C, потом в схему последовательно с резистором R9 был введен еше один подстроечный резистор, а номинал R9 был уменьшен, а уже этим резистором, изменяя коэффициент усиления добивался показаний в 100°C в кипящей воде, только после всего этого усилитель начал линейно усиливать во всем диапазоне температур и не врать.

–>Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.–> [ –>Регистрация–> | –>Вход–> ] –> –> –> –>авторизация –> –> –> –> –> –>рубрики –> –>

Проекты [46]
Как подключить [32]
Инструменты [3]
Полезная информация [18]
Объявления [3]

–> –> –> –>метки –> –> –> –> –> –> –> –> –> –>AVRproject.ru – проекты на микроконтроллерах AVR. Использование материалов сайта допускается только при использовании ссылки на AVRproject.ru © 2011-2021       реклама:

От Masterweb

19.04.2018 18:01 10876 5

Принцип действия и устройство термопары предельно просты. Это обусловило популярность данного прибора и широкое применение во всех отраслях науки и техники. Термопара предназначается для измерения температур в широком диапазоне – от -270 до 2500 градусов по Цельсию. Устройство вот уже не одно десятилетие является незаменимым помощником инженеров и ученых. Работает надежно и безотказно, а показания температуры всегда правдивые. Более совершенного и точного прибора просто не существует. Все современные устройства функционируют по принципу термопары. Работают в тяжелых условиях.

Назначение термопары

Данное устройство преобразовывает тепловую энергию в электрический ток и позволяет измерять температуру. В отличие от традиционных ртутных градусников, способно работать в условиях как экстремально низких, так и экстремально высоких температур. Данная особенность обусловила широкое применение термопары в самых разнообразных установках: промышленные металлургические печи, газовые котлы, вакуумные камеры для химико-термической обработки, духовой шкаф бытовой газовой плиты. Принцип работы термопары всегда остается неизменным и не зависит от того, в каком устройстве она монтируется.

От надежной и бесперебойной работы термопары зависит работа системы аварийного отключения приборов в случае превышения допустимых лимитов температур. Поэтому данное устройство должно быть надежным и давать точные показания, чтобы не подвергать риску жизнь людей.

Принцип действия термопары

Термопара имеет три основных элемента. Это два проводника электричества из разных материалов, а также защитная трубка. Два конца проводников (их еще называют термоэлектродами) спаяны, а два других подключаются к потенциометру (прибор для измерения температуры).

Если говорить простым языком, принцип работы термопары заключается в том, что спай термоэлектродов помещается в среду, температуру которой необходимо измерить. В соответствии с правилом Зеебека, возникает разность потенциалов на проводниках (иначе – термоэлектричество). Чем больше температура среды – тем более значимой является разница потенциалов. Соответственно, стрелка прибора отклоняется больше.

В современных комплексах измерения на смену механическому устройству пришли цифровые индикаторы температуры. Однако далеко не всегда новый прибор превосходит по своим характеристикам старые аппараты еще советских времен. В технических вузах, да и в научно-исследовательских учреждениях, и по сей день пользуются потенциометрами 20-30-летней давности. И они демонстрируют поразительную точность и стабильность измерений.

Эффект Зеебека

На данном физическом явлении основан принцип работы термопары. Суть заключается в следующем: если соединить между собой два проводника из разных материалов (иногда используются полупроводники), то по такому электрическому контуру будет циркулировать ток.

Таким образом, если нагревать и охлаждать спай проводников, то стрелка потенциометра будет колебаться. Засечь ток также может позволить и гальванометр, подключенный в цепь.

В том случае, если проводники выполнены из одного и того же материала, то электродвижущая сила не будет возникать, соответственно, нельзя будет измерить температуру.

Схема подключения термопары

Наиболее распространенными способами подключения измерительных приборов к термопарам являются так называемый простой способ, а также дифференцированный. Суть первого метода заключается в следующем: прибор (потенциометр или гальванометр) напрямую соединяется с двумя проводниками. При дифференцированном методе спаивается не одни, а оба конца проводников, при этом один из электродов «разрывается» измерительным прибором.

Нельзя не упомянуть и о так называемом дистанционном способе подключения термопары. Принцип работы остается неизменным. Разница лишь в том, что в цепь добавляются удлинительные провода. Для этих целей не подойдет обычный медный шнур, так как компенсационные провода в обязательном порядке должны выполняться из тех же материалов, что и проводники термопары.

Материалы проводников

Принцип действия термопары основан на возникновении разности потенциалов в проводниках. Поэтому к подбору материалов электродов необходимо подходить очень ответственно. Различие в химических и физических свойствах металлов является основным фактором работы термопары, устройство и принцип действия которой основаны на возникновении ЭДС самоиндукции (разности потенциалов) в цепи.

Технически чистые металлы для применения в качестве термопары не подходят (за исключением АРМКО-железа). Обычно используются различные сплавы цветных и благородных металлов. Такие материалы имеют стабильные физико-химические характеристики, благодаря чему показания температуры всегда будут точными и объективными. Стабильность и точность – ключевые качества при организации эксперимента и производственного процесса.

В настоящее время наиболее распространены термопары следующих видов: E, J, K.

Термопара типа E

В качестве материалов для проводников используются константан и хромель. Изделия данного типа хорошо зарекомендовали себя по части надежности и точности показаний. Свидетельств тому – многочисленные положительные отзывы специалистов. Однако данный состав демонстрирует точность измерений лишь в положительном диапазоне температур до 600 градусов по Цельсию включительно.

Термопара типа J

По принципу работы термопара не отличается от предыдущей. Однако хромель уступил место технически чистому железу, что позволило существенно расширить диапазон рабочей температуры с сохранением стабильности показаний. Он составляет от -100 до 1200 градусов по Цельсию.

Термопара типа K

Это, пожалуй, самый распространенный и применяемый повсюду тип термопары. Пара хромель – алюминий отлично работает при температурах от -200 до 1350 градусов по Цельсию. Данный тип термопары отличается большой чувствительностью и фиксирует даже незначительный скачок температуры. Благодаря такому набору параметров, термопара применяется и на производстве, и для научных исследований. Но есть у нее и существенный недостаток – влияние состава рабочей атмосферы. Так, если данный вид термопары будет работать в среде CO2, то термопара будет давать некорректные показания. Данная особенность ограничивает применение устройств такого типа. Схема и принцип работы термопары остаются неизменными. Разница лишь в химическом составе электродов.

Проверка работы термопары

В случае выхода из строя термопары не подлежит ремонту. Теоретически можно, конечно, ее починить, но вот будет ли прибор после этого показывать точную температуру – это большой вопрос.

Иногда неисправность термопары не является явной и очевидной. В частности, это касается газовых колонок. Принцип работы термопары все тот же. Однако она выполняет несколько иную роль и предназначается не для визуализации температурных показаний, а для работы клапанов. Поэтому, чтобы выявить неисправность такой термопары, необходимо подключить к ней измерительный прибор (тестер, гальванометр или потенциометр) и нагреть спай термопары. Для этого не обязательно держать ее над открытым огнем. Достаточно лишь зажать его в кулак и посмотреть, будет ли отклоняться стрелка прибора.

Причины выхода из строя термопар могут быть разными. Так, если не надеть специальное экранирующее устройство на термопару, помещенную в вакуумную камеру установки ионно-плазменного азотирования, то с течением времени она будет становиться все более хрупкой до тех пор, пока не переломается один из проводников. Кроме того, не исключается и вероятность неправильной работы термопары из-за изменения химического состава электродов. Ведь нарушаются основополагающие принципы работы термопары.

Газовая аппаратура (котлы, колонки) также оснащается термопарами. Основной причиной выхода из строя электродов являются окислительные процессы, которые развиваются при высоких температурах.

В том случае, когда показания прибора являются заведомо ложными, а при внешнем осмотре не были обнаружены слабые зажимы, то причина, скорее всего, кроется в выходе из строя контрольно-измерительного прибора. В этом случае его необходимо отдать в ремонт. Если имеется соответствующая квалификация, то можно попытаться устранить неполадки самостоятельно.

Да и вообще, если стрелка потенциометра или цифровой индикатор показывают хоть какие-то «признаки жизни», то термопара является исправной. В таком случае проблема, совершенно очевидно, кроется в чем-то другом. И соответственно, если прибор никак не реагирует на явные изменения температурного режима, то можно смело менять термопару.

Однако прежде чем демонтировать термопару и ставить новую, нужно полностью убедиться в ее неисправности. Для этого достаточно прозвонить термопару обычным тестером, а еще лучше – померить напряжение на выходе. Только обычный вольтметр здесь вряд ли поможет. Понадобится милливольтметр или тестер с возможностью подбора шкалы измерения. Ведь разность потенциалов является очень маленькой величиной. И стандартный прибор ее даже не почувствует и не зафиксирует.

Преимущества термопары

Почему за столь долгую историю эксплуатации термопары не были вытеснены более совершенными и современными датчиками измерения температуры? Да по той простой причине, что до сих пор ей не может составить конкуренцию ни один другой прибор.

Во-первых, термопары стоят относительно дешево. Хотя цены могут колебаться в широком диапазоне в результате применения тех или иных защитных элементов и поверхностей, соединителей и разъемов.

Во-вторых, термопары отличаются неприхотливостью и надежностью, что позволяет успешно эксплуатировать их в агрессивных температурных и химических средах. Такие устройства устанавливаются даже в газовые котлы. Принцип работы термопары всегда остается неизменным, вне зависимости от условий эксплуатации. Далеко не каждый датчик другого типа сможет выдержать подобное воздействие.

Технология изготовления и производства термопар является простой и легко реализуется на практике. Грубо говоря – достаточно лишь скрутить или сварить концы проволок из разных металлических материалов.

Еще одна положительная характеристика – точность проводимых измерений и мизерная погрешность (всего 1 градус). Данной точности более чем достаточно для нужд промышленного производства, да и для научных исследований.

Недостатки термопары

Недостатков у термопары не так много, в особенности если сравнивать с ближайшими конкурентами (температурными датчиками других типов), но все же они есть, и было бы несправедливо о них умолчать.

Так, разность потенциала измеряется в милливольтах. Поэтому необходимо применять весьма чувствительные потенциометры. А если учесть, что не всегда приборы учета можно разместить в непосредственной близости от места сбора экспериментальных данных, то приходится применять некие усилители. Это доставляет ряд неудобств и приводит к лишним затратам при организации и подготовке производства.

улица Киевян, 16 0016 Армения, Ереван
+374 11 233 255
Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Бытовая техника >
ТермостатДобавить тег

Терморегулятор на термопаре К-типа

Автор: DrCaH4ec, drcah4ec@meta.ua Опубликовано 20.07.2017 Создано при помощи КотоРед.

Всем доброго времени суток!

Представляю вашему вниманию разработанную мной схему терморегулятора на термопаре К-типа.

«Мозгом» данного устройства является микроконтроллер Atmega8  (я использовал   корпус TQFP32). Данные выводятся на семисегментный трехразрядный индикатор с общим катодом(цвет свечения на ваш вкус). Ток на катоды индикатора идет через транзисторы(я использовал MMBT3904, но так же подойдут КТ315 или любые другие маломощные биполярные транзисторы обратной проводимости).

Прибор питается от напряжения 5В которое обеспечивает стабилизатор напряжения 7805, нужно взять в корпусе ТО220 и рекомендуется установить на радиатор.

Диоды для диодного моста я взял 1N4007, но также можно использовать любые другие выпрямительные диоды или же готовый диодный мост. Управление осуществляется кнопками S1(Т-), S2(Т+). Сигнал с термопары усиляется операционным усилителем LM358. В устройстве реализована компенсация холодного спая термопары и калибровка 0 операционного усилителя. Термопару можно использовать от мультиметра, но лучше взять ее в защитном кожухе так как ее спокойно можно будет погружать в те вещества, которые вы будете плавить.

Резисторы любой мощности. 

«Экзотические» номиналы резисторов в блоке усиления можно получить следующим образом:

  • 53,6=27+27
  • 3,954k=3,9k+51
  • 2,74k=2,7k+39

Диод D5 обязательно должен быть прикреплен как можно ближе к месту крепления контактов термопары к плате и он должен быть 1N4148 или отечественный аналог КД522.

Управление нагрузкой осуществляется симистором.  Гальваническая развязка обеспечена за счет использования оптопары.  Симистор обязательно нужно установить на радиатор. Если у вас отсутствует воздушное охлаждение, он должен быть достаточно большим, при наличии принудительного охлаждения хватит даже радиатора из компьютерного блока питания.

Максимальная нагрузка которую можно подключать к устройству ограничивается только симистором, который вы поставите. Силовые провода желательно использовать потолще ввиду того, что по ним будет идти большой ток.

Светодиод LED1 индицирует идет ли нагрев.

Минимальная температура которую можно установить –    50оС;  максимальная –   800оС.

Принцип работы устройства очень простой. Если текущее значение температуры нагревателя измеренное прибором меньше установленного, то на порте B2 микроконтроллера появляется логическая единица, симистор открывается и ток на ТЭН проходит. Иначе, если текущее значение температуры нагревателя измеренное прибором больше или равно установленному, то на порте B2 микроконтроллера появляется логический ноль, симистор закрывается и ток на ТЭН не проходит.

Правильно собранное устройство нуждается только в калибровке.

Корпус было решено использовать от компьютерного блока питания.

Один из сетевых проводов и выход симистора выведены сзади корпуса наружу и через мощный клемник к ним подключается ТЭН. Также на задней части корпуса выходят провода термопары. Так как провода термопары в моем случае экранированные, на экране находится минус.

Спереди для улучшения внешнего вида изготовил фальш-панель из куска ПВХ и оракала. Также здесь размещены индикатор, кнопки управления, светодиод индицирующий нагрев и выключатель устройства, который отключает только питание от платы и к силовой части отношения не имеет.

Калибровка

Включите устройство. Опустите термопару в талую воду со льдом и вращая переменный резистор P1 установите на индикаторе 0оС, или же если у вас есть градусник, можете измерить им комнатную температуру и вращая переменный резистор Р1 установите на индикаторе такую же температуру, какую показал «эталонный» градусник. Затем закипятите воду, опустите термопару туда и вращая переменный резистор Р2 установите на индикаторе 100оС. Можете произвести такую операцию несколько раз, пока прибор не покажет нужную температуру без подстройки. Можете так же поверить как он покажет температуру тела.

Использование

Сразу после включения на индикаторе появится надпись приветствия НІ(с англ. – привет).

Затем устройство покажет установленную температуру (при первом включении там будет случайное число) и терморегулятор перейдет в рабочий режим. Где будет показывать текущую температуру, также светодиод будет индицировать  идет ли нагрев (светодиод светит – идет, не светит – не идет).

Для установки заданной температуры нагрева нужно зажать обе кнопки и держать до появления надписи «INS» (instalation).

Затем на индикаторе ненадолго появится значение текущей установленной температуры и вы сможете кнопками установить нужную вам температуру. Когда вы это сделали, просто отпустите кнопки и ничего не делайте. Через некоторое время (примерно 5 сек.) на индикаторе появится надпись «SAV»(save). И устройство перейдет в рабочий режим.

Что ж надеюсь, все вышесказанное было для вас полезным и это устройство у вас заработает сразу. Всего вам хорошего и удачи в работе.

Архив с нужными файлами прилагается.

Файлы: Termoregulyator

Все вопросы в Форум.

–>

Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

42 4 6
2

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Термостат радиатора-термометр-вольтметр-автомобиля Два терморегулятора. Термостат для теплых полов. Термоконтроллер “Мурка” Автоматизация температурных режимов в процессе производства этилового спирта. Бюджетный термостат для газового котла. Двухзонный термоконтроль, “ТермоОпá”. Для мягких электрических обогревателей. Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F84 и датчике DS18B20. Очень простой термостат для отопления. GSM термостат + GSM сигнализация

–> –> SELECTORNEWS – покупка, обмен и продажа трафика –>–>

На сегодняшний день практически во всех отопительных приборах используют специальные контроллеры. Они позволяют предохранить технику от перегрева. Термопары – это и есть специальные устройства для защиты отопительного оборудования от перегрева.

В этой статье мы постарались рассмотреть наиболее популярные типы и виды термопары. Также вы сможете узнать основные характеристики подключения.

Особенности конструкции

Термопара – это специальное устройство, которое предназначается для измерения температуры. Конструкция будет состоять из двух разнородных проводников, которые в дальнейшем будут между собою контактировать в одной или нескольких точках. Когда на одном участков этих проводников измениться температура, тогда будет создаваться напряжение. Многие специалисты достаточно часто используют термопары для контроля температуры в разнообразной среде и для конвертации температуры в энергию.

Коммерческий преобразователь будет иметь доступную стоимость. Он будет иметь стандартные разъемы и позволяет измерять разнообразный спектр температуры. Основным отличием от других устройств для измерения температуры считается то, что они имеют автономное питание и не требуют внешнего фактора возбуждения. Основным ограничением во время работы с этим устройством считается его точность.

Основные параметры этого прибора на сегодняшний день будут зависеть именно от материала, из которого он выполнен. Если узел создан из разнородных материалов, тогда он позволяет производитель электрический потенциал. Термопары для практического измерения температуры чаще всего выполнены из определенного материала. Различные сплавы чаще всего могут использовать для разнообразных температурных диапазонов. Если вам необходимо купить термопару, тогда сначала проконсультируйтесь с продавцом.

Существуют также и разные типы термопары. Многие приспособления считаются полностью стандартизированными. Многие производственные компании на сегодняшний день используют электронные методы холодного спая для корректировки изменения температуры на клеммах устройства. Благодаря этому им удалось значительно повысить точность.

Применение термопары считается достаточно широким. Их могут использовать в следующих областях:

  • Науке.
  • Промышленности.
  • Для измерения температуры в печах или котлах.
  • Частных домах или офисах.
  • Также эти приборы способны заменить термостаты АОГВ в газовых отопительных приборах.

Принцип действия термопары

Эти устройства работают согласно правилу Зеебека. Если определенный проводник будет подвергаться воздействию, тогда его сопротивление и напряжение будет изменяться. Чтобы измерить это напряжение необходимо подключить гибкий провод к «горячему» концу термопары. Этот гибкий провод может стать настоящим градиентом температуры и разработать собственное напряжение, которое в дальнейшем будет противостоять текущему напряжению.

Во время использования разнородных сплавов для замыкания цепи, создается новая цепь, в которой два конца смогут генерировать напряжение. В дальнейшем его можно будет измерить. Узнайте, как работает тензодатчик.

Напряжение будет генерироваться не на стыке двух металлов, а вдоль длины двух разнородных металлов. Обе длины термопары будут испытывать одинаковый температурный режим. Конечный результат можно считать результатом разности температур между термопарой и спаем. Если соединение будет выполнено некачественно, тогда соответственно в этом случае может образоваться погрешность. Особенно в высокой точности будет нуждаться мультиметр с термопарой и разнообразные производственные датчики.

Типы термопары

При определенных условиях создается термопара своими руками. Но перед изготовлением, потребуется изучить все виды термопары. Также вам необходимо знать, чем отличаются модели: ТХА, ТХК, ТПП, ТВР, ТЖК, ТПР, ТСП. Они могут распределяться как:

  • Тип E. Здесь вы встретите сплав хромель-константан. Это соединение будет иметь достаточно высокую проводимость. Это делает его подходящим для криогенного использования. Диапазон температур будет составлять от -50 до +740 градусов.
  • Тип J. Это железо-константан. Здесь область работы будет составлять от -40 до +740 градусов.
  • Тип K. Это термопары, которые будут составляться из сплава хромель алюминий. На сегодняшний день эти устройства являются достаточно распространенными и диапазон их измерений составляет от -200 до +1350 градусов. В окислительной среде проволока из хромеля может быстро разъедаться. Это явление также имеет название «зелена гниль».
  • Тип M. Чаще всего эта продукция используется в вакуумных печах. Максимальная температура может составлять до 1400 градусов.
  • Тип N. Никросил-нисиловые термопары. Они предназначаются для работы в диапазоне температур от -270 до +1300 градусов.
  • Сплавы родия и платины. Это одни из наиболее стабильных термопар. Обычно их используют для измерения высоких температур.
  • Тип B, S, C. Эти термопары подойдут для использования в среде с температурой до 1800 градусов.
  • Сплавы рения и вольфрама. Эта продукция отлично справляется с очень высокими температурами. Чаче всего их могут использовать в вакуумных печах или промышленной автоматике.

У нас вы также можете прочесть про правильное заземление.

Монтаж термопары

Импортные термопары необходимо устанавливать также, как и отечественные. Их установка и замена практически ничем не отличается. Для установки необходимо выполнить следующие этапы:

  1. Открутить гайку подключения внутри резьбового соединения к газовой линии.
  2. Отвинтить компенсационный винт, который держит трубку на месте.
  3. Вставить новую термопару в отверстие кронштейна. Также убедитесь, что система будет подключена к газовому или электрическому снабжению.
  4. Следует нажать на гайку для резьбового соединения, где медный провод будет подключаться к газовой линии. Убедитесь в том, что соединение будет чистым, а также сухим.
  5. Плотно закрепите соединение и не перетягивайте его. При необходимости также можете установить керамический уплотнитель.

Контроллер плиты необходимо вмонтировать не слишком сильно.

Во время установки медная и стальная труба подачи и отвода топлива должна быть направлена вниз. В конструкции концевой выключатель будет располагаться под автоматом контроля безопасности на печи. Это устройство также способно отключать вентилятор, если температура понизится до определенного уровня. Если вентилятор работает постоянно, тогда выключатель нуждается в корректировке. Сначала вам необходимо проверить термостат. Если он будет включен, тогда его следует поставить в автоматический режим.

На сегодняшний день любая система контроля требуется корректировки. Если вы не можете выполнить корректировку самостоятельно, тогда лучше обратиться к специалистам. Изготовление термопары осуществляется на специализированных заводах. Именно поэтому выполнить ремонт можно будет только в специализированных дилерских центрах. Стоимость термопары в среднем составляет от 3 до 6 долларов. Конечно, цена будет зависеть от типа продукции, которую вы желаете приобрести.

Теперь вы точно знаете устройство и принцип работы термопары. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Читайте также: омические датчики.

image

  • Цена: $1.22 термопара + $11 остальное

Доброго всем времени суток. Собственно, выполняю обещание. Кратко — необходим термометр с термопарой и возможностью записи лога температуры. Было предложено готовое устройство, но можно собрать самому в два раза дешевле. Кому интересно — добро пожаловать под кат. Начнем по порядку. Термопара… как термопара. Метр ровно, К типа, 0-800C image Можно врезать в корпус, имеется резьбовая часть, которая вращается свободно. Диаметр 5,8мм, шаг — 0,9~1.0мм, похоже М6 x 1,0 мм. Под ключ на 10 image Это все хорошо, дальше что делать? Нужно преобразовать сигнал термопары (термоэдс) в цифровой или аналоговый сигнал, чтоб читать ардуиной. В этом нам поможет MAX6675. Это преобразователь сигнала термопары K-типа в цифру, имеет SPI интерфейс, что нас устраивает. А вот и наш герой — MAX6675ISA ($4.20) image Стоил $4.10, но того лота больше нет (продавец тот же). Подключать будем к ардуине, можно взять простенькую Arduino Pro Mini ($5.25, можно найти дешевле, здесь Вы видите именно эту) image Данные будем писать на карту памяти (и заодно слать в порт) с помощью SD Card Module $1.25. image Интерфейс, тоже, кстати, SPI. Только не все карточки его поддерживают. Не завелось — попробуйте сначала другую. В теории все линии SPI устройств (MOSI или SI, MISO или SO, SCLK или SCK), кроме CS (CS или SS — выбор микросхемы), можно подключить к одним контактам ардуины, но тогда MAX6675 работает неадекватно. Поэтому я все разнес по разным пинам. В основу скетча лег пример по работе с картами памяти с хабра. Библиотека и скетч для MAX6675 тут. Схема подключения MAX6675: image Плата делалась ЛУТом на гетинаксе ($4.39 10 шт., тратим одну): image Устройство на раз, поэтому сделано не на текстолите и с возможностью легкого извлечения всех компонентов. Качество гетинакса хорошее, тонер держится мертво, обрабатывается легко. Плата разводилась в Sprint-Layout. Скачать .lay6. Предварительный просмотр (сильно не пинать) В сборе: В работе: На термопаре относительно много металла, поэтому она «заторможена». Кроме того пришлось значительно погрузить ее в лед, иначе до 0 не остывала Подключение к ПК необязательно, достаточно подать 5V питания на ардуину. Устройство пишет данные на карточку в CSV и шлет в порт, поэтому можно мониторить состояние в реальном времени. С 23C до 0C термопара остыла за 50 секунд. Обратно нагрелась за 6 минут. Собственно, вот эти строки: 1;22.75 48;0.00 410;22.25 Из них понятен формат записи — время в секундах от старта; температура. Сам файл TEMP.CSV Да, температура отображается с шагом 0,25. Меня это устраивает. Если добавить модуль реального времени, устройство станет на порядок круче. Всего $1.79: Модуль не сильно точный, но для наших целей хватит. Еще можно сделать автономное питание на каком-нибудь UP конвертере. Вот, $1.65: Еще стоит убрать перезапись файла… Много чего можно сделать. Я просто оставлю все исходники здесь Скетч /* Схема подключения * SD: ** MOSI — pin 11 ** MISO — pin 12 ** CLK — pin 13 ** CS — pin 10 * MAX6675: ** MISO — pin 8; ** SCK — pin 7; ** CS — pin 9; Основано на коде David A. Mellis, Tom Igoe, Gleb Devyatkin habrahabr.ru/post/115176/ */ #include #include File myFile; int time = 0; int units = 1; // Units to readout temp (0 = F, 1 = C) float error = 0.0; // Temperature compensation error float temp_out = 0.0; // Temperature output varible MAX6675 temp0(9,8,7,units,error); void setup() { Serial.begin(9600); Serial.print(«Initializing SD card…»); pinMode(10, OUTPUT); if (!SD.begin(10)) { Serial.println(«initialization failed!»); return; } Serial.println(«initialization done.»); // Проверяем, существует ли на карте файл data.csv, если существует, то удаляем его. if(SD.exists(«temp.csv»)) { SD.remove(«temp.csv»); } // открываем файл. заметьте, что только один файл может быть открыт за раз, // поэтому вы должны закрыть этот, чтобы открыть другой. myFile = SD.open(«temp.csv», FILE_WRITE); // открыть на запись // если файл нормально открылся, запишем в него: if (myFile) { Serial.print(«Writing to temp.csv…»); // закрываем файл: myFile.close(); Serial.println(«done.»); } else { // а если он не открылся, то печатаем сообщение об ошибке: Serial.println(«error opening temp.csv»); } } void loop() { temp_out = temp0.read_temp(5); // Read the temp 5 times and return the average value to the var time = time + 1; // Увеличиваем время на 1 myFile = SD.open(«temp.csv», FILE_WRITE); // если файл нормально открылся, запишем в него: if (myFile) { // записываем время myFile.print(time); Serial.print(time); // добавляем точку с запятой myFile.print(“;”); Serial.print(“;”); // пишем температуру и перевод строки myFile.println( temp_out ); Serial.println( temp_out ); // закрываем файл: myFile.close(); } else { // а если он не открылся, то печатаем сообщение об ошибке: Serial.println(«error opening temp.csv»); } delay(1000); // Ждем секунду } Скачать: скетч, библиотеку MAX6675

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий