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新聞詳情
2020.2.24日上自儀對(duì)：白酒高溫度熱電偶溫度測量和故障排除新方法這是一個(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，不能測量單個(gè)高度白酒高溫測量熱電偶！由于在測試引線連接處，形成至少一個(gè)高度白酒高溫測量熱電偶，其傾向于抵消第一高度白酒高溫測量高度白酒高溫測量熱電偶。如果兩個(gè)形成的高度白酒高溫測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)使用康銅和銅的簡單示例：從銅線開始，加入康銅線創(chuàng)建第一個(gè)接點(diǎn)，然后在康銅線另一端連接第二個(gè)銅線，形成第二個(gè)接點(diǎn)?，F(xiàn)在，兩端的兩根導(dǎo)線都是銅和銅測試導(dǎo)線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。通過測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)之間的差異總是測量的凈電壓 由于輸出電壓非常低并且不是線性的，通常使用高度白酒高溫測量熱電偶放大信號(hào)并將其線性化的集成電路。一個(gè)常見的是Analog Devices的AD597，它與“K”型高度白酒高溫測量熱電偶一起使用。 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，并且可以找到測量TC的溫度。 通常使用單獨(dú)的溫度傳感器來找到界面溫度。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型來找到“冷”端溫度。在AD597的情況下，有一個(gè)內(nèi)部溫度傳感器。 來自轉(zhuǎn)換高度白酒高溫測量熱電偶IC的輸出電壓是相對(duì)于“熱”TC結(jié)溫度的線性化函數(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量熱電偶。兩個(gè)TC引線連接到擠出機(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。 溫度測量： 容易測量液體的溫度。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型的探頭記住攪拌。由于兩個(gè)原因，很難精確地測量小物體的溫度：測量探頭通常通過傳導(dǎo)熱量來改變小物體的溫度，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，因此很少測量正確的溫度。差的熱接觸進(jìn)一步加劇了這個(gè)問題。 紅外測溫儀取決于發(fā)射常數(shù)和輻射表面條件，因此具有有限的精度。 使用肉類溫度計(jì)或其他帶有長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，測試儀器應(yīng)該是準(zhǔn)確的，這是顯而易見的，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，傳感器引線應(yīng)纏繞在物體周圍，以防止它們冷卻測量傳感器。通常使用“導(dǎo)熱油脂”來獲得更好的接觸。 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： 間歇性斷開和/或短路接線。 我還懷疑許多報(bào)告的溫度誤差通常是測量誤差。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測量引線的熱傳導(dǎo)將影響讀數(shù)，所以準(zhǔn)確測量溫度是非常困難的。 我也看到很多關(guān)于Ultimaker溫度測量設(shè)計(jì)的投訴，但我認(rèn)為這是好的，沒有固有的問題。 我的系統(tǒng)有一個(gè)奇怪的問題： 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)商都提供這兩種類型。我的TC部分接地，Ultimaker技術(shù)支持聲稱是正常的。我不這么認(rèn)為。我從來沒有見過一個(gè)部分接地的TC，將無法從任何我以前使用的來源購買一個(gè)。由于輸入在接口PCB上接地，TC應(yīng)浮置。 無論如何，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)測量了我的Ultimaker的頭部高度白酒高溫測量熱電偶溫度，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圍以減少引線導(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量精度為+/- 1.5°C，通常為+/- 1°C。 所以看來我的Ultimaker按預(yù)期工作，所有四個(gè)測量值都在設(shè)定值的1攝氏度以內(nèi)。我不知道其他UM如何執(zhí)行，因?yàn)檫@是一個(gè)單一的樣本測量。正如我之前提到的，一個(gè)正確設(shè)計(jì)的TC測量設(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)部電壓測量是好的，但我沒有任何有關(guān)其精度的信息。 故障排除=分裂與征服 在沒有任何設(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)萬用表，以允許電阻和電流測量）。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，所以沒有必要花費(fèi)很多錢。 Ultimaker溫度測量系統(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)致問題的問題。不需要最初進(jìn)行高溫測量。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。在三針連接器上測量：黑色接地，紅色是+ 5V），并檢查所有連接的接線良好并正確插入。擺動(dòng)和移動(dòng)周圍，以查看是否有間歇性錯(cuò)誤。 高度白酒高溫測量熱電偶非常堅(jiān)固，很少失效。在購買一個(gè)新的，確保一切正常。初始步驟是斷開TC，并更換為非常短的跳線。 “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量熱電偶問題。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)： 高度白酒高溫測量熱電偶線打開（斷開）。在這種情況下，接口PCB連接器上的輸出電壓將非常大，超過3伏。黑色接地，紅色為+ 5V，黃色為輸出線。如果需要，使用直銷或縫針進(jìn)行測量接觸。此外，根據(jù)控制器軟件，它可能指示溫度過高或MaxTemp觸發(fā)。開式TC線可以連接，但它們應(yīng)該焊接，這不是一個(gè)簡單的過程?？傆蠫oogle .. ... TC導(dǎo)線在某些附加點(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線不與金屬套筒（如同我的）絕緣，并且該問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。通過在加熱器打開時(shí)測量加熱器電阻對(duì)地電壓，并在電源關(guān)閉時(shí)測量加熱器電阻對(duì)地來隔離問題。應(yīng)該沒有電壓，它應(yīng)該是浮動(dòng)與TC斷開。 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： 如果溫度仍然錯(cuò)誤輸入短路，我們需要隔離如果問題是在接口PCB或其他地方。 可以在黑線和黃線之間測量轉(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)步驟來隔離問題： 有可能是高度白酒高溫測量熱電偶短路或加載電線，或者在Ultimaker大PCB或Arduino上，這影響AD 597輸出電壓。我們需要斷開三線電纜從PCB和獨(dú)立應(yīng)用地和5V?；旧鲜且粋€(gè)外部電源或一些跳線用于接地和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)缓笾绬栴}是在接口PCB到大的Ultimaker PCB之間的布線或在Arduino上。 隔離問題的另一種方法是斷開連接到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型的電池，或者由兩個(gè)類似值的電阻器（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）。通過測量實(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，問題出在TC，或接口IC，或布線部分。 如果不好，它是Ultimaker PCB或Arduino。 通過刪除高度白酒高溫測量熱電偶測量 Arduino并通過將電壓直接饋送到Arduino重復(fù)上述過程，也可以測試，并再次將問題分為更小的部分進(jìn)行故障排除。 替代故障排除方法： 有很多方法來解決這樣的溫度高度白酒高溫測量熱電偶測量系統(tǒng)?；蛘?，通過逐段開始測量也可以找到問題。基本上知道什么電壓應(yīng)該是，然后開始測量轉(zhuǎn)換PCB，并按照大的Ultimaker PCB的布線，最終到Arduino輸入引腳的問題通常也可以找到。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)電話聯(lián)系銷售宣傳部門或訪問網(wǎng)站：http:////
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