该帖子解释了一种简单的基于运放的热电偶温度计电路,可用于测量100°C到1000°C的高温,在加热器,熔炉,窑炉等。
什么是热电偶
热电偶是一种最简单、最便宜的温度传感器设备,由一对不同的金属制成。两根不同的金属线在其一端紧密连接或熔断,而相反的开口端连接到灵敏的毫伏表或运放电路上。
当熔合的电线一端被加热时,电流开始流过电线,电位差开始在加热的一端和另一端冷的一端形成。因此,仪表开始显示电位差,电位差与导线两端或热端和冷端之间的温差成正比。
项目的基本工作
在这个100°C到1000°C的热电偶测温电路项目中,有一对特殊的合金金属(镍铬合金/镍铝镍)它们的两端连接或融合在一起。例如,铬电线和铝线的一端可以拧紧,另一端连接到毫伏计上。
现在,如果你加热电线扭曲的端部,你会发现有少量的电通过电线的自由端产生,并在表针上出现偏转。
然而,与热敏电阻不同的是,热电偶的响应并不依赖于应用到熔断端上的热量,相反,电表的读数将与电线扭曲的熔断端和连接到电表的端之间的热差成比例。
热电偶导线的绞合或熔接的两端称为“热端”,相对的两端称为“冷端”。因此,通过冷端发展的电势实际上是与热电偶线组件的热端和冷端之间的温度差成比例的。
例如,假设如果我们发现仪表读数增加的速度4 mV / 100°C的应用融合的电线,和冷端连接到仪表的温度是22°C,然后与抄表4 mV表明实际的温度在整个融合会是100 + 22 = 122°C。
电路描述
下面所示的热电偶表电路图可能是同类图中最简单的。它采用一个IC 741运算放大器作为有源器件,几个电阻和一个毫安表显示温度读数。
电源来自一对9v PP3电池。通过预置的P1,可以对所有温度范围进行调节和设置。这个设置是根据mA表的量程和值来完成的。预置的P2用于调节IC 741运放的偏置输出电压。当系统不检测任何温度时,它会被调节到针被推到精确的零位标记。
使用R3和预置的P3创建的电阻分压器使仪表能够进行环境温度校正调整。
这个简单的热电偶温度计电路具有两个方便的温度范围选择,一个是0到100,另一个是0到1000。这个范围cn可以通过快速切换选择开关K1来选择。
Chromel/Alumel热电偶传感器输入通过一个普通的3.5 mm插孔插入电路,连接到选择开关K1。
当热电偶(TC)插入K1时,它将运放的非反相输入端短路到地。接下来,如果我们从K1移走TC,运放的(+)输入从地面移走,在这个仪表仪表必须显示为零。如果它没有,然后调整偏移零位预设P2,直到指针到达仪表上的零点。
在此之后,将TC连接到K1插座,必须保持仪表指针在零,直到在TC的两端产生温差。如果您发现由于TC的“热端”和“冷端”之间的环境温度差异,仪表指针侧有轻微偏差,可以通过仔细调整P3预置来纠正,直到指针指示仪表上的环境温度为止。现在,你的热电偶表已经准备好使用了。
如何设置
在上面的段落中,我们学习了设置单元的三个预置的基本程序。下面介绍热电偶测温电路的精确设置方法。
- 检查毫伏表的机械零位
- 调整P1和P2预设在半程,调整P3预设在零位(接地)
- 从插孔插头上拆下TC,打开电源开关。
- 用螺丝刀调整预置的P2,使表针对准零位
- 调节预置的P3,直至仪表指针显示或指示环境温度或室温。
- 现在,把TC插到插座上,把TC的熔接头浸入已知温度在100°C到1000°C之间的热水中
- 现在非常仔细地调整预置的P1,直到仪表指针在刻度盘上指示正确的温度。
零件清单
- 1/4生产商1%
- R1 = 1 k
- R2 = 1.5 k
- R3 = 150 Ω
- R4 = R5 = 2.7 k
- P1 = 100k电位器
- P2 = 10k电位器
- P3 = 47 Ω电位器
- IC1 = 741或任何其他标准运放
- 仪表=可以是任何0到100毫伏的仪表
- K1 =单滑动开关
- 1双极开关或双开关(滑动或杠杆)
- 1插孔插座3.5毫米
- 1个插孔插头3.5毫米
- 2个小型9v电池插座
- 2节PP3微型9v电池
- 制作一个66 x 40毫米的印刷电路
- 印刷电路的8个端子
- 1铬/镍铝镍热电偶
PCB设计
线路布局
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