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如何解決溫度測(cè)試的干擾問題？

2021-11-24 12:42:16·  來源：橫河測(cè)試測(cè)量  
　
本期節(jié)選上周橫河技術(shù)培訓(xùn)中心舉辦的直播課講義，介紹溫度測(cè)量應(yīng)該如何選取熱電偶，如何有效地抗干擾，以及如何建立與上位機(jī)的通訊和數(shù)據(jù)處理的技巧。溫度測(cè)試應(yīng)
本期節(jié)選上周橫河技術(shù)培訓(xùn)中心舉辦的直播課講義，介紹溫度測(cè)量應(yīng)該如何選取熱電偶，如何有效地抗干擾，以及如何建立與上位機(jī)的通訊和數(shù)據(jù)處理的技巧。
溫度測(cè)試應(yīng)如何選擇熱電偶
熱電偶(TC)測(cè)溫原理
  • 塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)：兩種不同的金屬在溫度梯度而引起兩種物質(zhì)間的電壓差的熱電現(xiàn)象
  • 熱電勢(shì)EAB只與金屬和溫度相關(guān)。而與金屬的長(zhǎng)度，粗細(xì)或兩端以外的溫度無關(guān)
  • 金屬 A，B 種類
  • 溫度 T1，T2

常用熱電偶
類型


* ASTM的容差以較大值為準(zhǔn)
特點(diǎn)

常見熱電偶前端類型

室溫、大氣壓力下空氣流動(dòng)速度為每秒20m的測(cè)試條件下，上述前端的響應(yīng)時(shí)間：

其他類型熱電偶前端
  • 粘貼型熱電偶


  • 極細(xì)鎧裝熱電偶

熱電偶測(cè)溫注意事項(xiàng)
  • 熱電偶前端加工使用點(diǎn)焊機(jī)
  • 使用時(shí)注意熱電偶不要彎折
  • 不要使用焊錫
  • 布點(diǎn)和拆除使用專用膠水和催化劑
  • 可使用連接器
  • 熱電偶和被測(cè)物充分熱交換，建立熱平衡
  • 保證熱穩(wěn)定
  • 保證儀器本體（冷端補(bǔ)償）放置穩(wěn)定的環(huán)境中
  • 使用專用熱電偶
熱電偶測(cè)溫時(shí)抗干擾問題對(duì)策
熱電偶測(cè)溫時(shí)的干擾問題
熱電偶本身產(chǎn)生的熱電勢(shì)信號(hào)非常微小，很容易受干擾信號(hào)的影響。而隨著變頻器的普及，測(cè)試環(huán)境變得越來越惡劣。熱電偶測(cè)溫時(shí)的干擾源主要來自于工頻電源(50Hz/60Hz；220V/380V)和變頻器(數(shù)10Hz – 數(shù)100Hz，10kHz)



測(cè)溫儀器的特定功能
除此之外，測(cè)試儀器還要有特定的功能模塊來有效針對(duì)干擾問題。
1. 輸入輸出絕緣
橫河的數(shù)據(jù)采集儀器，在測(cè)試電路與記錄儀內(nèi)部電路之間，通過光電耦合絕緣
  • 可以大幅度減低從傳感器來的共模干擾。
  • 即使不慎在傳感器上加了高壓，也不至破壞記錄儀, 或?qū)Σ僮魅藛T造成傷害。

2. 積分型A/D
在對(duì)模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，先對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，如下圖所示：
針對(duì)不同工頻干擾頻率，設(shè)定合適測(cè)量周期：
3. 濾波
一階滯后濾波 (可以調(diào)整截止頻率)：
時(shí)間常數(shù)對(duì)測(cè)試結(jié)果存在滯后性：

4. 獨(dú)立A/D模擬輸入
這種功能，以加強(qiáng)型絕緣保證通道間隔離及內(nèi)部電路安全，而各通道獨(dú)立A/D可去除由于通道間切換環(huán)節(jié)造成的影響。


5. 專業(yè)的高抗干擾模塊-電磁繼電器模塊
該模塊的通道數(shù)通常在10ch/ 1sec以上，比現(xiàn)有的AI 模塊具備更好的噪聲抑制，
建議2年(@2 sec/ 連續(xù)工作)為一個(gè)更換周期。


實(shí)測(cè)模擬最強(qiáng)干擾下的溫度測(cè)試
從實(shí)測(cè)圖中可見，電磁繼電器模塊和高速模塊都非常適用于強(qiáng)干擾場(chǎng)合測(cè)溫，其中電磁繼電器模塊抗干擾特性更優(yōu)。


除了以上記錄儀抗干擾特性以外，還可通過外部手段隔絕干擾。
1：用熱電偶前端絕緣的方式，增大耦合阻抗Z3對(duì)抑制干擾至關(guān)重要。


2：通過接地的方式，信號(hào)源和測(cè)量?jī)x器的等電位化。


3：通過屏蔽的方式，測(cè)試導(dǎo)線使用雙絞屏蔽線，并與測(cè)試線一同接地排除加在測(cè)試導(dǎo)線上的靜電耦合干擾；電磁波較強(qiáng)的地方（輸電線和高頻設(shè)備附近), 應(yīng)加設(shè)電磁屏蔽，排除加在測(cè)試線上的電磁感應(yīng)干擾。


綜上，干擾問題往往很難一下拿出明確解決方案，要根據(jù)干擾的種類對(duì)癥下藥，因此分析干擾的成因和進(jìn)行多種經(jīng)驗(yàn)性嘗試都是很重要的。
橫河數(shù)采全家福

橫河數(shù)采特點(diǎn)

關(guān)于上位機(jī)通訊的問題，因篇幅所限，公眾號(hào)將在后期刊發(fā)相關(guān)內(nèi)容。
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