Especialistas seniores da Universidade Yokogawa deram uma palestra em 7 de julho: Princípios e técnicas práticas de medição de temperatura dos gravadores Yokogawa!

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　　Especialistas seniores da Universidade Yokogawa deram uma palestra em 7 de julho: Princípios e técnicas práticas de medição de temperatura dos gravadores Yokogawa! Os gravadores são amplamente utilizados em instalações industriais e pesquisas científicas. O teste de temperatura é um dos requisitos importantes e os cenários de aplicação são ricos. Em 7 de julho de 2020, a Universidade Yokogawa lançou oficialmente a transmissão. Feng Yuelu, especialista em testes de gravadores, compartilhou on-line muitos anos de experiência em testes no local. O público respondeu muito bem! Para obter detalhes sobre o treinamento da Universidade Yokogawa e materiais de vídeo adicionais, entre em contato com a Yokogawa Test & Measurement. 　　 　　Com base no princípio de medição de temperatura dos termopares, a compensação da junta fria é um elemento necessário na medição da temperatura do termopar, mas é facilmente ignorada em aplicações práticas. Como garantir a precisão da compensação da junta fria é uma consideração importante para garantir a precisão da medição da temperatura do termopar. Além disso, em aplicações de medição rápida de temperatura, muitas vezes prestamos muita atenção ao período de amostragem de instrumentos secundários, como coletores, mas ignoramos o tempo de resposta dos termopares correspondentes e selecionamos incorretamente os termopares, o que afeta o efeito real da medição de temperatura. Abaixo damos uma breve explicação sobre a compensação da junta fria e o tempo de resposta do termopar. 　　Compensação a frio A compensação a frio é dividida principalmente em compensação interna e compensação externa. O esquema de compensação interna é mostrado na Figura 1. 　　 　　Figura 1 Princípio de compensação interna Compensação interna significa que instrumentos secundários, como gravadores, fornecem compensação de junta fria. Para garantir a precisão da compensação interna da junta fria, além de utilizar sensores de temperatura de alta precisão, também é muito importante obter a isotermização terminal. Os gravadores Yokogawa garantem a isotermização do terminal através da configuração ideal de sensores de temperatura (transistores) e processos de fabricação usando placas impressas com núcleo metálico (ver Figura 2). Mesmo assim, quando o terminal (instrumento de medição) é colocado em um ambiente onde a temperatura muda drasticamente, também terá um impacto maior nos resultados da medição de temperatura do termopar. Portanto, é importante garantir que o ambiente onde o instrumento de medição é colocado seja estável. 　　 　　Figura 2 O princípio da compensação externa da extremidade fria no processo de placa impressa com núcleo metálico é mostrado na Figura 3. Um compensador eletrônico externo de ponto de congelamento (ZERO-CON) pode ser usado para melhorar ainda mais a precisão da medição de temperatura. Observe que a fiação entre o compensador externo e o instrumento de medição é um fio comum e não um fio de termopar. 　　 　　Figura 3 Princípio de compensação externa Tempo de resposta do termopar O tempo de resposta do termopar é determinado principalmente pelo diâmetro do fio do termopar e pelo tipo de processamento frontal do termopar. Os tipos frontais de termopares são divididos principalmente em três tipos: tipo exposto, tipo de aterramento e tipo isolado, conforme mostrado na Figura 4. 　　 　　Figura 4 Comparação dos tipos de front-end de termopar Pode-se observar que o termopar isolado mais comumente usado tem um tempo de resposta mais lento do que os outros dois tipos, mas tem vantagens em anti-interferência. Diferentes fabricantes de sensores de temperatura têm descrições específicas da relação quantitativa entre o tipo de processamento frontal do termopar e o diâmetro do fio e o tempo de resposta. Por exemplo, a Figura 5 mostra a relação entre o diâmetro do fio e o tempo de resposta dos termopares American OMEGA (tipo aterrado/tipo exposto) sob condições de teste específicas. Se um termopar isolado for selecionado, a constante de tempo de resposta deverá ser multiplicada por 1,5. O tempo de resposta é definido como o tempo necessário para atingir uma mudança instantânea de temperatura de 63,2%. As condições de teste são temperatura ambiente e pressão atmosférica com vazão de ar de 20m por segundo. Em aplicações de medição de temperatura de alta velocidade, o tempo de amostragem do instrumento de medição e o tempo de resposta do termopar devem corresponder. 　　 　　Figura 5 Correspondência entre o diâmetro do fio do termopar OMEGA e o tempo de resposta Problema anti-interferência na medição de temperatura do termopar Ao usar a medição de temperatura do termopar, você frequentemente encontrará o problema de interferência elétrica. Por um lado, devido à popularidade das fontes de alimentação de frequência variável em vários setores nos últimos anos, o ambiente de teste tornou-se cada vez mais difícil. Os termopares, por outro lado, geram forças termoeletromotrizes muito pequenas devido às mudanças de temperatura e são, portanto, mais suscetíveis a interferências elétricas do que outros sensores, como os RTDs. 　　A Figura 6 é o diagrama de circuito equivalente de um conversor de frequência comumente usado. Pode-se observar que existem três fontes de interferência ao mesmo tempo, fonte de alimentação comercial de 50 Hz, interferência de pulso de alta frequência (alta densidade de potência) gerada por modulação por largura de pulso (PWM) e interferência de conversão de frequência de baixa frequência. 　　 　　Figura 6 Diagrama do circuito equivalente do inversor. As funções de supressão de interferências fornecidas pelos instrumentos de medição da Yokogawa incluem a. Integral A/D b. Filtragem passa-baixa de primeira ordem c. Módulo A/D independente de canal. A/D integral, como o nome sugere, refere-se à realização de uma conversão A/D após a integração do sinal analógico por um tempo específico. O tempo de integração apropriado (período de medição) pode ser definido para diferentes fontes de interferência de frequência de energia (50 Hz/60 Hz) para obter o efeito de supressão. O diagrama esquemático de supressão de interferência por A/D integral é mostrado na Figura 7. Figura 7 O diagrama esquemático de supressão de interferência por A/D integral. Quando a frequência do sinal de interferência e o período de integração A/D não coincidem, o efeito de interferência não pode ser suprimido apenas através da "integração". Portanto, os módulos de alta velocidade Yokogawa fornecem uma função de filtragem que pode suprimir a influência de fontes de interferência de alta frequência, ajustando a frequência de corte do filtro passa-baixa de primeira ordem e combinando-o com a integração A/D. No entanto, a filtragem causará um certo atraso nos resultados da medição, por isso é frequentemente usada para testes de temperatura em estado estacionário. O diagrama esquemático da integração A/D combinada com filtro passa-baixa de primeira ordem para suprimir interferência é mostrado na Figura 8. 　　 　　Figura 8 Diagrama esquemático da integração A/D combinada com filtro passa-baixa de primeira ordem. A maioria dos instrumentos de aquisição de dados comuns no mercado hoje são do tipo varredura, ou seja, múltiplos canais compartilham um A/D e são comutados de maneira compartilhada por meio de relés. A maior vantagem do tipo de varredura é a economia de custos, mas a desvantagem é que a velocidade de aquisição é limitada e a alternância entre canais é suscetível a interferências. A Yokogawa lançou um módulo A/D independente de canal (conforme mostrado na Figura 9). Cada canal de medição usa um conversor A/D independente para melhorar a anti-interferência e aumentar significativamente a tensão suportável de modo comum. 　　 　　Figura 9 Diagrama esquemático do loop do módulo A/D independente. Além dos métodos de supressão de interferência fornecidos pelo gravador, os usuários podem usar alguns métodos para reduzir o impacto da interferência durante o processo de teste real. Por exemplo, fita isolante pode ser usada para isolar o objeto em teste da extremidade frontal do termopar. ； Equipotencialize a fonte de sinal e o gravador para remover a diferença de potencial causada pela corrente de terra. ； Há também o uso de fios de termopar blindados trançados para suprimir a interferência do acoplamento eletrostático durante a fiação do termopar. 　　Sobre a Universidade Yokogawa A Yokogawa é mundialmente conhecida por seus produtos e qualidade, e ganhou confiança por seu serviço de alta qualidade. A Universidade Yokogawa herda um século de acumulação tecnológica, reúne 20 anos de experiência na linha de frente, apresenta casos clássicos e realiza operações detalhadas para fornecer a você um treinamento completo em testes profissionais. Você pode optar por participar dos estudos da Universidade Yokogawa de diferentes maneiras. * , treinamento em sala de aula, treinamento presencial ou treinamento digital, treinamento online, permitindo que você aprenda a qualquer hora e em qualquer lugar. * precisa. O sistema sistemático do curso ajuda você a obter uma compreensão mais profunda dos princípios e técnicas de vários testes. Estamos dispostos a crescer junto com nossos clientes e fazer da Universidade Yokogawa o berço de uma nova geração de especialistas em testes gerais e de comunicação óptica!