Michigan Scientific Corporation (MSC) offre une variété de produits amplificateurs à thermocouple. Nous nous efforçons de répondre aux exigences de nos clients pour différents types de thermocouples, plages d'entrée/sortie et précision de mesure. Dans ce premier d'une série de blogs en deux parties, nous commencerons par examiner pourquoi les amplificateurs à thermocouple sont nécessaires.
Partie un
Qu'est-ce qu'un thermocouple ?
Un thermocouple (TC) est un simple capteur à deux fils qui produit une tension proportionnelle à la différence de température entre la jonction de mesure (située à l'endroit où vous essayez de détecter la température) et la jonction froide (située au niveau de l'appareil de mesure ou l'acquisition des données). Pour une explication technique de la physique derrière les mesures de thermocouple, reportez-vous à Michigan Scientific's Note technique 102-B.
Pourquoi ai-je besoin d'amplificateurs à thermocouple ?
Signal-to-Noise Ratio
Un avantage d'un amplificateur TC est réduction de bruit. Les signaux TC non amplifiés sont de l'ordre du millivolt, voire du microvolt, et sont donc susceptibles d'être noyés dans le bruit électrique ambiant. Cela est particulièrement vrai lors de l'utilisation de longs fils de capteur TC. Les amplificateurs MSC peuvent être situés au niveau ou très près de la jonction de mesure, transformant le signal TC en une tension de haut niveau et améliorant considérablement le rapport signal sur bruit.
Figure 1 : Thermocouple de type K non amplifié
Figure 1 montre les données capturées à partir d'un thermocouple non amplifié. La mise à l'échelle est de 50 mV par segment, nous pouvons donc voir que la mesure crête à crête du « hachage » de bruit est d'environ 30 mV. Il s'agit d'une mesure de température ambiante, autour de 25°C, donc le signal non amplifié est d'environ 1 mV. Dans ce cas, le rapport signal sur bruit est de 1/30. Gardez à l'esprit que cette mesure a été prise dans un environnement à faible bruit et pourrait être bien pire.
Figure 2 : Thermocouple de type K amplifié
Figure 2 montre les données capturées à partir d'un amplificateur à thermocouple Michigan Scientific. La même mesure à 25°C est amplifiée à environ 125 mV, et le bruit crête à crête est légèrement réduit à environ 25 mV. Cela améliore notre rapport signal/bruit de 1/30 à 5, une amélioration de 150x.
Compensation de soudure froide
Étant donné que les thermocouples ne mesurent que la différence de température entre leurs deux jonctions, une mesure de température doit être effectuée au niveau de la jonction froide et « ajoutée » à la mesure globale. Tous les amplificateurs à thermocouple MSC offrent une compensation de soudure froide et créent un mesure de température absolue.
Linéarité
Les mesures du capteur thermocouple sont nativement non linéaires. Plusieurs amplificateurs à thermocouple MSC offrent un sortie linéaire, ce qui réduit le besoin d'un post-traitement compliqué par l'utilisateur.
Thermocouples avec bagues collectrices
Le dernier avantage principal des amplificateurs à thermocouple est évident lors de la combinaison Mesures TC avec un ensemble de bagues collectrices. Ensembles de bagues collectrices ne fournissez pas de connexions en alliages de thermocouple, de sorte que tout gradient de température entre les connexions du rotor et du stator ne sera pas inclus dans la mesure finale. Pour un examen plus approfondi de ce calcul, reportez-vous à Michigan Scientific Note technique 102-B. En utilisant un amplificateur du côté de la rotation d'une mesure rotative, une mesure absolue est fournie qui n'est pas sensible aux gradients de température.
Vous trouverez ci-dessous une vidéo montrant les effets de la dérive de température lors de l'utilisation de thermocouples et d'un ensemble de bague collectrice et comment l'utilisation d'un amplificateur affecte la sortie.
Restez à l'écoute pour la deuxième partie : Comment choisir le bon amplificateur pour votre application