Michigan Scientific Corporation (MSC) ofrece una variedad de productos de amplificador de termopar. Nos esforzamos por cumplir con los requisitos de nuestros clientes para diferentes tipos de termopares, rangos de entrada / salida y precisión de medición. En esta primera serie de blogs de dos partes, comenzaremos examinando por qué son necesarios los amplificadores de termopar.
Primera parte
¿Qué es un termopar?
Un termopar (TC) es un sensor simple de dos cables que produce un voltaje proporcional a la diferencia de temperatura entre la unión de medición (ubicada en el punto donde está tratando de detectar la temperatura) y la unión fría (ubicada en el dispositivo de medición o adquisición de datos). Para obtener una explicación técnica de la física detrás de las mediciones de termopares, consulte la publicación de Michigan Scientific. Nota técnica 102-B.
¿Por qué necesito amplificadores de termopar?
Relación señal a ruido
Una ventaja de un amplificador TC es reducción de ruido. Las señales TC no amplificadas están en el rango de mili o incluso microvoltios y, por lo tanto, son susceptibles de quedar enterradas en el ruido eléctrico ambiental. Esto es especialmente cierto cuando se ejecutan cables de sensor TC largos. Los amplificadores MSC se pueden ubicar en, o muy cerca, de la unión de medición, transformando la señal TC a un voltaje de alto nivel y mejorando en gran medida la relación señal-ruido.
Figura 1: Termopar tipo K sin amplificar
Figura 1 y XNUMX muestra los datos capturados de un termopar sin amplificar. La escala es de 50 mV por segmento, por lo que podemos ver que la medición de pico a pico del ruido "hash" es de aproximadamente 30 mV. Esta es una medición de temperatura ambiente, alrededor de 25 ° C, por lo que la señal no amplificada es de alrededor de 1 mV. En este caso, la relación señal-ruido es 1/30. Tenga en cuenta que esta medida se tomó en un entorno de poco ruido y podría ser mucho peor.
Figura 2: Termopar tipo K amplificado
Figura 2 y XNUMX muestra datos capturados de un amplificador de termopar de Michigan Scientific. La misma medición de 25 ° C se amplifica a alrededor de 125 mV, y el ruido pico a pico se reduce ligeramente a alrededor de 25 mV. Esto mejora nuestra relación señal-ruido de 1/30 a 5, una mejora de 150x.
Compensación de unión fría
Dado que los termopares solo miden la diferencia de temperatura entre sus dos uniones, se debe realizar una medición de temperatura en la unión fría y "agregarla" a la medición general. Todos los amplificadores de termopar MSC proporcionan compensación de unión fría y crean una medición de temperatura absoluta.
Linealidad
Las medidas del sensor de termopar son nativamente no lineales. Varios amplificadores de termopar MSC proporcionan un salida lineal, reduciendo la necesidad de un posprocesamiento complicado por parte del usuario.
Termopares con anillos colectores
La última ventaja principal de los amplificadores de termopar es evidente cuando se combinan Medidas de TC con un conjunto de anillo deslizante. Conjuntos de anillos deslizantes no proporcione conexiones hechas de aleaciones de termopar, por lo que cualquier gradiente de temperatura desde el rotor hasta las conexiones del estator no se incluirá en la medición final. Para un examen más profundo de este cálculo, consulte la publicación de Michigan Scientific. Nota técnica 102-B. Al usar un amplificador en el lado giratorio de una medición giratoria, se proporciona una medición absoluta que no es susceptible a gradientes de temperatura.
A continuación se muestra un video que muestra los efectos de la variación de temperatura al usar termopares y un conjunto de anillo deslizante y cómo el uso de un amplificador afecta la salida.
Esté atento a la segunda parte: cómo elegir el amplificador adecuado para su aplicación