【培训干货】如何解决温度测试的干扰问题?
介绍温度测量应该如何选取热电偶,如何有效地抗干扰,以及如何建立与上位机的通讯和数据处理的技巧。
温度测试应如何选择热电偶
- 塞贝克效应(Seebeck effect):两种不同的金属在温度梯度而引起两种物质间的电压差的热电现象
- 热电势EAB只与金属和温度相关。而与金属的长度,粗细或两端以外的温度无关
- 金属 A,B 种类
- 温度 T1,T2

常用热电偶
类型


* ASTM的容差以较大值为准
特点

常见热电偶前端类型

室温、大气压力下空气流动速度为每秒20m的测试条件下,上述前端的响应时间:

其他类型热电偶前端
粘贴型热电偶

极细铠装热电偶

热电偶测温注意事项
- 热电偶前端加工使用点焊机
- 使用时注意热电偶不要弯折
- 不要使用焊锡
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布点和拆除使用专用胶水和催化剂
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可使用连接器
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热电偶和被测物充分热交换,建立热平衡
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保证热稳定
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保证仪器本体(冷端补偿)放置稳定的环境中
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使用专用热电偶
热电偶本身产生的热电势信号非常微小,很容易受干扰信号的影响。而随着变频器的普及,测试环境变得越来越恶劣。热电偶测温时的干扰源主要来自于工频电源(50Hz/60Hz;220V/380V)和变频器(数10Hz – 数100Hz,10kHz)


除此之外,测试仪器还要有特定的功能模块来有效针对干扰问题。
1. 输入输出绝缘
横河的数据采集仪器,在测试电路与记录仪内部电路之间,通过光电耦合绝缘
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可以大幅度减低从传感器来的共模干扰。
-
即使不慎在传感器上加了高压,也不至破坏记录仪, 或对操作人员造成伤害。

2. 积分型A/D
在对模拟量进行A/D转换时,先对模拟信号进行积分运算,如下图所示:

针对不同工频干扰频率,设定合适测量周期:

3. 滤波
一阶滞后滤波 (可以调整截止频率):

时间常数对测试结果存在滞后性:

4. 独立A/D模拟输入
这种功能,以加强型绝缘保证通道间隔离及内部电路安全,而各通道独立A/D可去除由于通道间切换环节造成的影响。

5. 专业的高抗干扰模块-电磁继电器模块
该模块的通道数通常在10ch/ 1sec以上,比现有的AI 模块具备更好的噪声抑制,
建议2年(@2 sec/ 连续工作)为一个更换周期。

实测模拟最强干扰下的温度测试
从实测图中可见,电磁继电器模块和高速模块都非常适用于强干扰场合测温,其中电磁继电器模块抗干扰特性更优。

除了以上记录仪抗干扰特性以外,还可通过外部手段隔绝干扰。
1:用热电偶前端绝缘的方式,增大耦合阻抗Z3对抑制干扰至关重要。

2:通过接地的方式,信号源和测量仪器的等电位化。

3:通过屏蔽的方式,测试导线使用双绞屏蔽线,并与测试线一同接地排除加在测试导线上的静电耦合干扰;电磁波较强的地方(输电线和高频设备附近), 应加设电磁屏蔽,排除加在测试线上的电磁感应干扰。



