Номинальные статические характеристики термоэлектрических преобразователей (термопар)
t °с |
ТЭП, Е, мВ |
t °С |
ТЭП, Е, мВ |
||||
ПП(S) |
ХА (К) |
ХК(L) |
ПП(S) |
ХА (К) |
ХК(L) |
||
-240 |
- |
-6,344 |
- |
650 |
5,751 |
27,022 |
53,484 |
-200 |
- |
-5,892 |
-9,488 |
700 |
6,274 |
29,128 |
57,856 |
-160 |
- |
-5,141 |
-8,207 |
750 |
6,805 |
31,214 |
62,200 |
-120 |
- |
-4,138 |
-6,575 |
800 |
7,345 |
31,277 |
66,469 |
-80 |
- |
-2,92 |
—4,431 |
850 |
7,892 |
35,314 |
- |
-40 |
- |
-1,527 |
-2,500 |
900 |
8,448 |
37,325 |
- |
0 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
950 |
9,012 |
39,310 |
- |
50 |
0,299 |
2,022 |
3,306 |
1000 |
9,585 |
41,269 |
- |
100 |
0,645 |
4,095 |
6,860 |
1050 |
10,165 |
43,202 |
- |
150 |
1,029 |
6,137 |
10,621 |
1100 |
10,754 |
45,108 |
- |
200 |
1,440 |
8,137 |
14,557 |
1150 |
11,348 |
46,985 |
- |
250 |
1,873 |
10,151 |
18,639 |
1200 |
11,947 |
48,828 |
- |
300 |
2,323 |
12,207 |
22,839 |
1250 |
12,550 |
50,633 |
- |
350 |
2,786 |
14,292 |
27,132 |
1300 |
13,155 |
52,398 |
- |
400 |
3,260 |
16,395 |
31,488 |
1400 |
14,368 |
- |
- |
450 |
3,743 |
18,513 |
35,882 |
1500 |
15,576 |
- |
- |
500 |
4,234 |
20,640 |
40,292 |
1600 |
16,771 |
- |
- |
550 |
4,732 |
22,772 |
44,700 |
1700 |
17,942 |
- |
- |
600 |
5,237 |
24,902 |
49,098 |
- |
- |
- |
- |
Точность измерения температуры термопарой корректируется поправкой на температуру холодного спая. Ее следует поддерживать по возможности постоянной(например, термостати-рованием), мало зависящей от температуры окружающей среды. Если температура свободных концов отличается от температуры, при которой производилась градуировка (обычно 0°С), то вводят поправку к измеряемой температуре.
Основная схема.
Основа усилителя взята из технического описания фирмы «Analog Devices» на операционный усилитель ОР213. Данный ОУ можно отнести к точным ОУ с малым тепловым дрейфом нуля.
Сразу скажу, что на фирменной схеме допущена досадная ошибка. Точка соединения резисторов R8 и R6 должна быть исключена. Схема позволяет измерять температуру в диапазоне 0 – 1000оС с точностью 0,02 оС при применение данного ОУ и термопары К-типа. Эта термопара обладает наиболее близкой к прямой термоэлектрической характеристикой. Термоэлектроды изготовлены из сплавов на никелевой основе. Хромель (НХ9,5) содержит 9...10 %Сг; 0,6...1,2 % Со; алюмель (НМцАК) — 1,6...2.4 % Al, 0.85...1,5 Si, 1,8...2,7 % Mn. 0.6...1.2 % Со. Алюмель светлее и слабо притягивается магнитом; этим он отличается от более темного в отожженном состоянии совершенно немагнитного хромеля. Благодаря высокому содержанию никеля хромель и алюмель лучше других неблагородных металлов по стойкости к окислению. Учитывая почти линейную зависимость термоЭДС термопары хромель — алюмель от температуры в диапазоне 0...1000°С, ее наиболее часто применяют в терморегуляторах.
Подключение электродов термопары к разъемам платы усилителя образует еще один источник термоЭДС (холодный спай) напряжение на котором вносит существенную ошибку в истинные показания. Для устранения этой погрешности применяют разные методы. В данном случае для компенсации напряжения холодного спая применен простой и эффективный способ. Как можно ближе к разъему подключается кремневый диод. Известная зависимость тока p-n перехода от температуры позволяет сформировать компенсационное напряжение для коррекции ошибки холодного спая.
ОУ питается напряжением +12В, максимальное выходное напряжение ОУ будет составлять, за счет внутреннего падения напряжения, чуть больше 10В. Схема на ОУ представляет усилитель с ОС с коэф. усиления около 200. Резистор R6 осуществляет балансировку опорного напряжения ОУ ( установку нуля).
Точный стабилизатор напряжения REF02EZ позволяет получить из напряжения питания стабилизированное напряжение для питания входных делителей ОУ с точностью около 1мВ.
Значения резисторов, особенно входных делителей, должны быть как можно точней соответствовать указанным на схеме.