|
新聞詳情
2020年2月22日 評(píng)估:高度白酒高溫測(cè)量熱電偶溫度測(cè)量和故障排除這是一個(gè)實(shí)際的故障排除指南 當(dāng)兩種不同的金屬連接時(shí)形成高度白酒高溫測(cè)量熱電偶(TC)。產(chǎn)生非常小的電壓,其取決于接頭的溫度,通常為40微伏/攝氏度,因此在200℃下,電壓將為約8mV。 注意,一個(gè)重要的點(diǎn)是,不能測(cè)量單個(gè)高度白酒高溫測(cè)量熱電偶!由于在測(cè)試引線(xiàn)連接處,形成至少一個(gè)高度白酒高溫測(cè)量熱電偶,其傾向于抵消第一高度白酒高溫測(cè)量高度白酒高溫測(cè)量熱電偶。如果兩個(gè)形成的高度白酒高溫測(cè)量熱電偶處于相同的溫度,則凈輸出電壓將為零。 這里是一個(gè)使用康銅和銅的簡(jiǎn)單示例:從銅線(xiàn)開(kāi)始,加入康銅線(xiàn)創(chuàng)建第一個(gè)接點(diǎn),然后在康銅線(xiàn)另一端連接第二個(gè)銅線(xiàn),形成第二個(gè)接點(diǎn)?,F(xiàn)在,兩端的兩根導(dǎo)線(xiàn)都是銅和銅測(cè)試導(dǎo)線(xiàn)可以連接而不形成額外的結(jié)。 標(biāo)準(zhǔn)程序是將接頭中的一個(gè)保持在已知高度白酒高溫測(cè)量熱電偶溫度,例如浸入具有熔融冰的水中以獲得零攝氏度參考。通過(guò)測(cè)量輸出電壓并查找轉(zhuǎn)換表或使用數(shù)學(xué)公式,可以找到另一個(gè)“熱”結(jié)的溫度。 “冷”結(jié)和“熱”結(jié)之間的差異總是測(cè)量的凈電壓 由于輸出電壓非常低并且不是線(xiàn)性的,通常使用高度白酒高溫測(cè)量熱電偶放大信號(hào)并將其線(xiàn)性化的集成電路。一個(gè)常見(jiàn)的是Analog Devices的AD597,它與“K”型高度白酒高溫測(cè)量熱電偶一起使用。 如上所述,我們不能有單個(gè)結(jié),因此形成額外結(jié),其中測(cè)量TC連接到轉(zhuǎn)換IC。如果該額外結(jié)的溫度是已知的,則可以補(bǔ)償該電壓,并且可以找到測(cè)量TC的溫度。 通常使用單獨(dú)的溫度傳感器來(lái)找到界面溫度。顯然,TC不能使用,因此使用熱敏電阻,半導(dǎo)體或其他溫度傳感器類(lèi)型來(lái)找到“冷”端溫度。在AD597的情況下,有一個(gè)內(nèi)部溫度傳感器。 來(lái)自轉(zhuǎn)換高度白酒高溫測(cè)量熱電偶IC的輸出電壓是相對(duì)于“熱”TC結(jié)溫度的線(xiàn)性化函數(shù)。該電壓通常由可以與微控制器(在這種情況下為Arduino)集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A-D)測(cè)量。 系統(tǒng)描述: 在Ultimaker的情況下,在擠出機(jī)處連接有加熱器塊的高度白酒高溫測(cè)量熱電偶。兩個(gè)TC引線(xiàn)連接到擠出機(jī)頂部的非常小的印刷電路板。這是形成額外結(jié)的地方。在端子條處的這些結(jié)將緊密地處于與接口IC相同的溫度并因此被補(bǔ)償。線(xiàn)性輸出信號(hào)連接到Ultimaker PCB,然后將信號(hào)饋送到具有內(nèi)部A-D轉(zhuǎn)換器的Arduino Mega 2560控制器板。 溫度測(cè)量: 容易測(cè)量液體的溫度。只需將玻璃溫度計(jì)插入正確的深度并攪拌液體或使用其他類(lèi)型的探頭記住攪拌。由于兩個(gè)原因,很難精確地測(cè)量小物體的溫度:測(cè)量探頭通常通過(guò)傳導(dǎo)熱量來(lái)改變小物體的溫度,并且即使不是這樣,探針也被物體加熱,但是同時(shí)它被環(huán)境溫度冷卻,因此很少測(cè)量正確的溫度。差的熱接觸進(jìn)一步加劇了這個(gè)問(wèn)題。 紅外測(cè)溫儀取決于發(fā)射常數(shù)和輻射表面條件,因此具有有限的精度。 使用肉類(lèi)溫度計(jì)或其他帶有長(zhǎng)金屬套管的探頭是壞的,因?yàn)樗鼈兘佑|不良,并且探頭有很多環(huán)境冷卻。我看到一個(gè)聰明的建議:取下擠出機(jī)噴嘴,將探頭插入擠出機(jī)筒,以獲得良好的熱接觸。 為了驗(yàn)證溫度,測(cè)試儀器應(yīng)該是準(zhǔn)確的,這是顯而易見(jiàn)的,但往往被遺忘。在實(shí)際使用溫度下檢查所有詳細(xì)規(guī)格。 傳感器應(yīng)盡可能小,以避免環(huán)境冷卻效應(yīng),如果可能,傳感器引線(xiàn)應(yīng)纏繞在物體周?chē)苑乐顾鼈兝鋮s測(cè)量傳感器。通常使用“導(dǎo)熱油脂”來(lái)獲得更好的接觸。 要檢查傳感器,有幾個(gè)校準(zhǔn)選項(xiàng)或多或少方便:0°C的冰浴和100°C的開(kāi)水。使用Google了解如何準(zhǔn)確地創(chuàng)建兩個(gè)浴室。 63/37%焊料在183℃熔化,因此是另一個(gè)參考點(diǎn),最終純錫在231.9℃熔化 溫度問(wèn)題: 有很多,方式太多,評(píng)論與Ultimaker擠出機(jī)的溫度誤差。我認(rèn)為許多溫度誤差報(bào)告是由以下原因造成的: 間歇性斷開(kāi)和/或短路接線(xiàn)。 我還懷疑許多報(bào)告的溫度誤差通常是測(cè)量誤差。由于IR不準(zhǔn)確并且溫度探針通常不能正確接觸并且通過(guò)測(cè)量引線(xiàn)的熱傳導(dǎo)將影響讀數(shù),所以準(zhǔn)確測(cè)量溫度是非常困難的。 我也看到很多關(guān)于Ultimaker溫度測(cè)量設(shè)計(jì)的投訴,但我認(rèn)為這是好的,沒(méi)有固有的問(wèn)題。 我的系統(tǒng)有一個(gè)奇怪的問(wèn)題: TC輸入連接通常使用在接口PCB上內(nèi)部接地的隔離TC或使用PCB上具有“浮置”輸入的外部接地TC。所有TC供應(yīng)商都提供這兩種類(lèi)型。我的TC部分接地,Ultimaker技術(shù)支持聲稱(chēng)是正常的。我不這么認(rèn)為。我從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)一個(gè)部分接地的TC,將無(wú)法從任何我以前使用的來(lái)源購(gòu)買(mǎi)一個(gè)。由于輸入在接口PCB上接地,TC應(yīng)浮置。 無(wú)論如何,在大多數(shù)情況下它發(fā)生工作良好,因?yàn)榧訜崞鲏K是電浮動(dòng)(絕緣),但如果加熱器接地或電源電壓接觸加熱器筒有任何問(wèn)題,它將給出大的溫度誤差或破壞接口IC 。 作為設(shè)計(jì)工作的證明,我仔細(xì)測(cè)量了我的Ultimaker的頭部高度白酒高溫測(cè)量熱電偶溫度,使用兩個(gè)不同的高質(zhì)量的K型高度白酒高溫測(cè)量熱電偶和兩個(gè)不同的米。在具有穩(wěn)定沉降溫度的210℃的設(shè)定溫度下獲取所有讀數(shù)。兩個(gè)TC都正確地栓接到加熱器鋁塊并纏繞在加熱器塊周?chē)詼p少引線(xiàn)導(dǎo)電誤差。 米#1:Fluke 52 TC#1 209.4℃TC#2 209.1℃ 儀器#2:Extech 42525 TC#1 210℃TC#2 209℃ Fluke最大誤差@ 210C為+/- 0.4C,TC最大誤差為+/- 1.1C,因此在最壞情況下的測(cè)量精度為+/- 1.5°C,通常為+/- 1°C。 所以看來(lái)我的Ultimaker按預(yù)期工作,所有四個(gè)測(cè)量值都在設(shè)定值的1攝氏度以?xún)?nèi)。我不知道其他UM如何執(zhí)行,因?yàn)檫@是一個(gè)單一的樣本測(cè)量。正如我之前提到的,一個(gè)正確設(shè)計(jì)的TC測(cè)量設(shè)置應(yīng)該非常好。 注意,AD597的規(guī)格為+/- 4°C,但通常今天的高度白酒高溫測(cè)量熱電偶IC比最壞情況的規(guī)格要好得多。 TC也通常好于+/- 1°C,所以我預(yù)計(jì)最終溫度通常在+/- 3度左右,假設(shè)在Arduino的內(nèi)部電壓測(cè)量是好的,但我沒(méi)有任何有關(guān)其精度的信息。 故障排除=分裂與征服 在沒(méi)有任何設(shè)備的情況下可以發(fā)現(xiàn)一些錯(cuò)誤,但我建議獲得DVM(實(shí)際上是一個(gè)萬(wàn)用表,以允許電阻和電流測(cè)量)。遲早或稍后它將需要一些故障排除。今天的數(shù)字儀表通常非常精確,即使是低成本的,所以沒(méi)有必要花費(fèi)很多錢(qián)。 Ultimaker溫度測(cè)量系統(tǒng)是定義明確的,以解決我們需要系統(tǒng)地隔離每個(gè)部分,并驗(yàn)證是否正確或它是導(dǎo)致問(wèn)題的問(wèn)題。不需要最初進(jìn)行高溫測(cè)量。作為起動(dòng)器,一切都在室溫,它應(yīng)顯示室溫在幾度內(nèi)。 像往常一樣,第一步應(yīng)該是檢查電源電壓是否正常(接近5V的轉(zhuǎn)換IC。在三針連接器上測(cè)量:黑色接地,紅色是+ 5V),并檢查所有連接的接線(xiàn)良好并正確插入。擺動(dòng)和移動(dòng)周?chē)圆榭词欠裼虚g歇性錯(cuò)誤。 高度白酒高溫測(cè)量熱電偶非常堅(jiān)固,很少失效。在購(gòu)買(mǎi)一個(gè)新的,確保一切正常。初始步驟是斷開(kāi)TC,并更換為非常短的跳線(xiàn)。 “將輸入短接在一起”。溫度顯示應(yīng)顯示室溫。 (實(shí)際上是擠出機(jī)頂部的接口IC的溫度。) 如果它仍然顯示錯(cuò)誤的溫度,那么它不是高度白酒高溫測(cè)量熱電偶問(wèn)題。請(qǐng)參閱下面的步驟。 如果它讀取好的有基本上三個(gè)選項(xiàng): 高度白酒高溫測(cè)量熱電偶線(xiàn)打開(kāi)(斷開(kāi))。在這種情況下,接口PCB連接器上的輸出電壓將非常大,超過(guò)3伏。黑色接地,紅色為+ 5V,黃色為輸出線(xiàn)。如果需要,使用直銷(xiāo)或縫針進(jìn)行測(cè)量接觸。此外,根據(jù)控制器軟件,它可能指示溫度過(guò)高或MaxTemp觸發(fā)。開(kāi)式TC線(xiàn)可以連接,但它們應(yīng)該焊接,這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程??傆蠫oogle .. ... TC導(dǎo)線(xiàn)在某些附加點(diǎn)處短路。在這種情況下,形成額外的結(jié),因此將存在非常大的誤差。 另一種可能性是TC線(xiàn)不與金屬套筒(如同我的)絕緣,并且該問(wèn)題間接地由加熱器盒引起,該加熱器盒具有對(duì)于殼體的不期望的短路。然后,外殼將接地或在電源電壓下。通過(guò)在加熱器打開(kāi)時(shí)測(cè)量加熱器電阻對(duì)地電壓,并在電源關(guān)閉時(shí)測(cè)量加熱器電阻對(duì)地來(lái)隔離問(wèn)題。應(yīng)該沒(méi)有電壓,它應(yīng)該是浮動(dòng)與TC斷開(kāi)。 TC也應(yīng)該是浮動(dòng)的,但看到我上面的注釋。 這里是一個(gè)鏈接到許多TC供應(yīng)商在美國(guó): 如果溫度仍然錯(cuò)誤輸入短路,我們需要隔離如果問(wèn)題是在接口PCB或其他地方。 可以在黑線(xiàn)和黃線(xiàn)之間測(cè)量轉(zhuǎn)換IC輸出電壓。在AD597數(shù)據(jù)手冊(cè)中有關(guān)于電壓與相應(yīng)溫度的信息。如果Arduino電壓測(cè)量正確,它應(yīng)該顯示相同的值。例如,如果IC溫度為30°C,則輸出應(yīng)為0.295V。溫度接口IC的輸出電壓與熱電偶溫度直接相關(guān)。 在數(shù)據(jù)手冊(cè)上第3頁(yè)是輸出電壓與溫度的對(duì)應(yīng)表。您可以在這里找到數(shù)據(jù)表: 如果Bad,還有一個(gè)步驟來(lái)隔離問(wèn)題: 有可能是高度白酒高溫測(cè)量熱電偶短路或加載電線(xiàn),或者在Ultimaker大PCB或Arduino上,這影響AD 597輸出電壓。我們需要斷開(kāi)三線(xiàn)電纜從PCB和獨(dú)立應(yīng)用地和5V。基本上是一個(gè)外部電源或一些跳線(xiàn)用于接地和5V。然后重新檢查輸出電壓以確定其是否仍然不良。 如果輸出是良好的(IC的溫度的正確電壓),我們?nèi)缓笾绬?wèn)題是在接口PCB到大的Ultimaker PCB之間的布線(xiàn)或在Arduino上。 隔離問(wèn)題的另一種方法是斷開(kāi)連接到Ultimaker大PCB上的溫度轉(zhuǎn)換PCB的電纜,并在地和大PCB上的信號(hào)輸入引腳#3之間輸入已知電壓。如果有可用的可調(diào)電源,則可以使用??梢允褂贸R?guī)的單電池堿性或其它類(lèi)型的電池,或者由兩個(gè)類(lèi)似值的電阻器(至少1000歐姆)形成的電阻分壓器,其串聯(lián)連接在地和+ 5V之間,并且中心點(diǎn)連接到溫度輸入引腳(Temp -1 pin#3)。通過(guò)測(cè)量實(shí)際輸入電壓,然后查找AD597數(shù)據(jù)手冊(cè)中的電壓,將知道應(yīng)顯示什么溫度。 如果好,問(wèn)題出在TC,或接口IC,或布線(xiàn)部分。 如果不好,它是Ultimaker PCB或Arduino。 通過(guò)刪除高度白酒高溫測(cè)量熱電偶測(cè)量 Arduino并通過(guò)將電壓直接饋送到Arduino重復(fù)上述過(guò)程,也可以測(cè)試,并再次將問(wèn)題分為更小的部分進(jìn)行故障排除。 替代故障排除方法: 有很多方法來(lái)解決這樣的溫度高度白酒高溫測(cè)量熱電偶測(cè)量系統(tǒng)?;蛘撸ㄟ^(guò)逐段開(kāi)始測(cè)量也可以找到問(wèn)題?;旧现朗裁措妷簯?yīng)該是,然后開(kāi)始測(cè)量轉(zhuǎn)換PCB,并按照大的Ultimaker PCB的布線(xiàn),最終到Arduino輸入引腳的問(wèn)題通常也可以找到。這種方法需要更多地了解電子,所以前面提到的Divide和Conquer方法可能更容易。 溫馨提示:未經(jīng)我方(上海自動(dòng)化儀表)許可,請(qǐng)勿隨意轉(zhuǎn)載信息! 上海自動(dòng)化儀表有限公司自動(dòng)化儀表三廠-電子服務(wù)中心 如果希望了解更多董香型白酒低溫鉑電阻芯元件技術(shù)數(shù)據(jù)與產(chǎn)品資料,請(qǐng)電話(huà)聯(lián)系銷(xiāo)售宣傳部門(mén)或訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站 |