तापमान ट्रांसमीटरों के लिए कोल्ड जंक्शन मुआवजा
जो लोग थर्मोकपल के साथ बहुत अधिक काम करते हैं, उन्हें शायद यह भी नहीं पता होगा कि थर्मोकपल का ठंडा जंक्शन कैसे काम करता है (संदर्भ)। कोल्ड जंक्शन पर चर्चा करने में सक्षम होने के लिए, हमें सबसे पहले थर्मोकपल सिद्धांत की एक संक्षिप्त समझ की आवश्यकता है और थर्मोकपल कैसे काम करते हैं।
कोल्ड जंक्शन या रेफरेंस जंक्शन
थर्मोकपल"शीत जंक्शन"अक्सर कहा जाता है"संदर्भ जंक्शन", लेकिन हमारी राय में लोग इस शब्द का उपयोग करते हैं"शीत जंक्शन"बहुधा ।
सामान्य थर्मोकपल
थर्मोकपल उद्योग में सामान्य तापमान सेंसर हैं। थर्मोकपल के कई फायदे उन्हें व्यापक रूप से उपयोग करते हैं। उनका उपयोग बहुत उच्च तापमान को मापने के लिए किया जा सकता है, जो प्रतिरोधी तापमान सेंसर (आरटीडी) से कहीं अधिक है। थर्मोकपल भी बहुत मजबूत सेंसर होता है, इसलिए यह आसानी से नहीं टूटेगा। यद्यपि थर्मोकपल प्रतिरोधक तापमान सेंसर के समान सटीक नहीं हैं, लेकिन वे कई अनुप्रयोगों में पर्याप्त सटीक हैं।
थर्मोकपल कैसे काम करते हैं
थर्मोकपल में विभिन्न विद्युत कंडक्टरों से बने दो तार होते हैं जो एक छोर पर एक साथ जुड़े होते हैं"गर्म"अंत), जो तापमान मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला अंत है। जैसा कि थॉमस जोहान सीबेक ने 1821 में खोजा था, जब इन तारों के कनेक्शन बिंदु अलग-अलग तापमान के संपर्क में आते हैं, तो थर्मल करंट उत्पन्न होता है, जो खुले सिरों पर तारों के बीच छोटा सा अंतर पैदा करता है। वोल्टेज। वोल्टेज तापमान और प्रयुक्त तार की सामग्री पर निर्भर करता है। इस प्रभाव को कहा जाता है"सीबेक प्रभाव".
थर्मोकपल का सरलीकृत योजनाबद्ध
"थर्मोकपल सामग्री 1 और 2"उपरोक्त चित्र में थर्मोकपल के लिए उपयोग की जाने वाली दो अलग-अलग सामग्रियों को दर्शाया गया है।"टी1"थर्मोकपल का गर्म जंक्शन है, वह बिंदु जहां तापमान मापा जाता है। दो"टीसीजे"शीत जंक्शन का तापमान है। थर्मोकपल तार में तापमान प्रवणता के कारण, इनके बीच हमेशा थर्मोवोल्टेज उत्पन्न होता है"गर्म"और"ठंडा"समाप्त होता है. तो, यह जंक्शन नहीं है जो वोल्टेज बनाता है, यह तार के साथ तापमान ढाल है जो वोल्टेज बनाता है। लेकिन यह स्पष्टीकरण कि गर्म और ठंडे टर्मिनलों के बीच थर्मल वोल्टेज उत्पन्न होता है, समझना आसान है।
थर्मोकपल प्रकार और सामग्री
विभिन्न सामग्रियों और मिश्र धातुओं से कई प्रकार के थर्मोकपल निर्मित होते हैं। विभिन्न सामग्रियों के परिणामस्वरूप अलग-अलग संवेदनशीलता होती है, एक ही तापमान पर अलग-अलग थर्मल वोल्टेज उत्पन्न होते हैं, और अन्य गुणों को प्रभावित कर सकते हैं। कई अलग-अलग थर्मोकपल प्रकारों को मानकीकृत किया गया है और उपयोग की जाने वाली निर्दिष्ट सामग्रियों के लिए पदनाम दिए गए हैं। नाम आमतौर पर बहुत छोटा होता है, आमतौर पर केवल एक अक्षर, जैसे K, R, S, J, K, आदि प्रकार का।
सबसे आम थर्मोकपल और उनकी सामग्री
चूँकि अलग-अलग थर्मोकपल अलग-अलग सामग्रियों से बने होते हैं, थर्मोइलेक्ट्रिक वोल्टेज भी अलग-अलग होते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। एक ही तापमान पर, विभिन्न प्रकारों के बीच उत्पन्न वोल्टेज बहुत भिन्न होता है।
थर्मोकपल का थर्मल वोल्टेज
थर्मोकपल का सीबेक गुणांक
यदि आप कम तापमान मापना चाहते हैं, तो अधिक संवेदनशील प्रकार स्पष्ट रूप से बेहतर होते हैं क्योंकि वे उच्च वोल्टेज प्रदान करते हैं और मापने में आसान होते हैं। लेकिन यदि आपको उच्च तापमान मापने की आवश्यकता है, तो आप कुछ कम संवेदनशील प्रकार चुनना चाहेंगे जिनका उपयोग अत्यधिक गर्मी में किया जा सकता है। सीबेक गुणांक इंगित करता है कि तापमान के संबंध में थर्मोकपल का वोल्टेज कितना बदलता है। ऊपर दिया गया ग्राफ़ विभिन्न थर्मोकपल के बीच अलग-अलग संवेदनशीलता को दर्शाता है, और यह भी बताता है कि क्यों थर्मोकपल अंशशोधक में अक्सर विभिन्न प्रकार के थर्मोकपल के लिए अलग-अलग सटीकता वर्ग होते हैं।
ठंडा अंत
हम सरलीकृत थर्मोकपल योजना प्रस्तुत करते हैं जिसमें दो असमान कंडक्टरों को एक साथ जोड़कर थर्मोवोल्टेज बनाते हुए दिखाया गया है &एनबीएसपी;"गर्म जंक्शन"कनेक्शन. इस बिंदु पर, आप जो बड़ा प्रश्न पूछ रहे होंगे वह यह होना चाहिए"तार का दूसरा सिरा कहाँ है?"जब आप थर्मोकपल से वोल्टेज माप रहे हैं, तो आप तारों को थर्मोकपल से वोल्टमीटर से जोड़ते हैं। वोल्टमीटर कनेक्शन सामग्री आमतौर पर तांबा या सोना चढ़ाया हुआ तांबा होता है, इसलिए यह थर्मोकपल सामग्री के समान नहीं है, जिसका अर्थ है कि आप वोल्टमीटर कनेक्शन में दो नए थर्मोकपल बनाते हैं!
उपरोक्त चित्र में, सामग्री 1 और सामग्री 2 दो थर्मोकपल सामग्रियां हैं जो थर्मोकपल बनाती हैं।"गर्म अंत"वह बिंदु है जहां उन्हें एक साथ मिलाया जाता है, यह वह बिंदु है जहां प्रक्रिया का तापमान मापा जाता है और वह बिंदु जहां वोल्टेज यू1 उत्पन्न होता है। यह U1 वह है जिसे हम मापना चाहते हैं। पर"शीत जंक्शन"बिंदु, थर्मोकपल वोल्टमीटर से जुड़ा होता है जिसका कनेक्शन विभिन्न सामग्री (सामग्री 3) से बना होता है। जब तक ये विभिन्न सामग्रियां एक ही परिवेश के तापमान पर हैं, तब तक उनके द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त वोल्टेज U2, U3 का समग्र थर्मल वोल्टेज पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। सूचकांक तालिका में थर्मल वोल्टेज गर्म छोर से ठंडे छोर तक थर्मल ग्रेडिएंट द्वारा उत्पन्न वोल्टेज सेट होता है जब ठंडा छोर 0 डिग्री सेल्सियस पर होता है। हालाँकि, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, तापमान ट्रांसमीटर और थर्मोकपल के ठंडे जंक्शन का परिवेश तापमान ज्यादातर मामलों में 0°C नहीं होता है। इसलिए, सूचकांक तालिका का उपयोग करके गर्म जंक्शन तापमान की गणना करते समय ठंडे जंक्शन तापमान के प्रभाव को हटा दिया जाना चाहिए, जिसे ठंडा जंक्शन मुआवजा भी कहा जाता है।
कोल्ड जंक्शन मुआवजा विधि
1. हिमांक बिंदु स्नान विधि
अपनी प्रकृति के अनुसार, थर्मोकपल जंक्शन 0°C (32°F) पर कोई थर्मल वोल्टेज विकसित नहीं करते हैं। तो, आप उस तापमान पर ठंडे जंक्शनों को जोड़ सकते हैं, उदाहरण के लिए हिमांक बिंदु स्नान में या एक सटीक तापमान अंशांकन ओवन में। कनेक्शन के दौरान थर्मल वोल्टेज उत्पन्न किए बिना थर्मोकपल तारों को हिमांक बिंदु स्नान में तांबे के तारों से कनेक्ट करें। फिर आपको ठंड खत्म होने की चिंता करने की जरूरत नहीं है। किसी भी रिसाव धारा से बचने के लिए कनेक्शनों को बर्फ के स्नान में पानी से विद्युत रूप से अलग करने की आवश्यकता होती है जो त्रुटियों या संभावित क्षरण का कारण बन सकती है। यह एक बहुत ही सटीक विधि है और आमतौर पर अंशांकन प्रयोगशालाओं द्वारा किया जाता है। कारखानों में, यह बहुत व्यावहारिक नहीं है, इसलिए आमतौर पर इसका उपयोग कारखानों में नहीं किया जाता है।
2. निश्चित तापमान पर कोल्ड जंक्शन
चूँकि आइस सिंक अव्यावहारिक पाया गया है, आप कोल्ड जंक्शन को ज्ञात, निश्चित तापमान पर भी कर सकते हैं। एक छोटे जंक्शन बॉक्स का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें जंक्शन बॉक्स को हर समय एक निश्चित तापमान पर रखने के लिए एक तापमान नियंत्रण उपकरण होता है। आमतौर पर, तापमान परिवेश से अधिक होता है, इसलिए बॉक्स को केवल गर्म करने की आवश्यकता होती है, ठंडा करने की नहीं।
जब आप कोल्ड जंक्शन पर तापमान और थर्मोकपल के प्रकार को जानते हैं, तो आप कोल्ड जंक्शन पर थर्मल वोल्टेज की गणना और क्षतिपूर्ति कर सकते हैं। कई मापने वाले उपकरणों या तापमान अंशशोधकों में ठंडे जंक्शन तापमान में प्रवेश करने की क्षमता होती है और उपकरण आपके लिए सभी गणना और क्षतिपूर्ति करेगा।
3. शीत जंक्शन तापमान को मापने के लिए स्वचालित मुआवजा
स्वचालित रूप से गणना करने के लिए इसे मापने वाले उपकरण पर छोड़ दें। मापने वाला उपकरण (ट्रांसमीटर, डीसीएस इनपुट कार्ड) किसी भी समय कोल्ड जंक्शन तापमान को माप सकता है, और स्वचालित रूप से कोल्ड जंक्शन त्रुटि की ऑनलाइन भरपाई कर सकता है। चूंकि मापने वाला उपकरण थर्मोकपल के प्रकार को भी जानता है, इसलिए मुआवजा स्वचालित रूप से और लगातार किया जा सकता है।
यह आवश्यक रूप से सामान्य माप और अंशांकन में ठंडे जंक्शनों की भरपाई करने का सबसे आसान और सबसे व्यावहारिक तरीका है, क्योंकि आपको ठंडे जंक्शन के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है, लेकिन उपकरण को इसे संभालने दें।
एनसीएस-टीटी106 के लिए कोल्ड जंक्शन मुआवजा
माइक्रोसाइबर कॉर्पोरेशन के मॉड्यूलर तापमान ट्रांसमीटर उत्पादों में हार्ट, प्रोफिबस देहात, सीमांत बल H1 तीन समझौते शामिल हैं।
ऊपर उल्लिखित सभी कोल्ड जंक्शन क्षतिपूर्ति विधियों का समर्थन करें, और कोल्ड जंक्शन तापमान को मापने के लिए स्वचालित क्षतिपूर्ति के दो तरीके हैं। आप एनसीएस-टीटी106 के टर्मिनल के करीब अंतर्निर्मित तापमान सेंसर का उपयोग करना चुन सकते हैं, या आप बाहरी प्लैटिनम प्रतिरोध तापमान सेंसर चुन सकते हैं। अंतर्निर्मित तापमान सेंसर की तापमान माप सटीकता ±0.5 ℃ है, और जब बाहरी पीटी100 प्लैटिनम प्रतिरोध तापमान सेंसर जुड़ा होता है, तो तापमान माप सटीकता ±0.15 ℃ होती है।
