Как работает внутренняя компенсация холодного спая ?

[Ziplen 0]

Объясняю проблему:

В качестве источника сигнала термопар я использовал ИКСУ-200ЕХ (потом повторял опыт для КИСС-03, ИКСУ-2000 отличий не обнаружено) и измеряю напряжение которое генерирует прибор:

Эксперимент 1.

Градуировка ХА (тип К)

Задаю температуру холодного спая 0, задаю температуру 100 С, разница 100 градусов

Измеряю напряжение: 4,096 мВ (100 С)– все в порядке

Задаю температуру холодного спая 20, температура 120 С, разница 100 градусов

Измеряю напряжение: 4,096 мВ (100 С)– все в порядке

Эксперимент 2

Градуировка ТПП (тип S)

Задаю температуру холодного спая 0, задаю температуру 100 С, разница 100 градусов

Измеряю напряжение: 0,646 мВ (100 С) – все в порядке

Задаю температуру холодного спая 20, температура 120 С, разница 100 градусов

Измеряю напряжение: 0,698 мВ (107 С) - откуда взялись 0,052 мВ ?

После чего подобные эксперименты проводили с другими градуировками термопар - на всех кроме ХА милливольты генерируемые без компенсации холодного спая отличаются от милливольтов генерируемых с компенсацией, хотя разница температур "холодного" и "горячего" спая одинакова.

Все приборы исправны, разных проиводителей, есть и с поверкой нашего ЦСМ есть и с заводской только купленные, отличий в показаниях не обнаружено.

---------------------------------

При измерениях та же петрушка, т.е. подключаю измерительным прибором паралельно еще два ИКСУ одним меряю температуру, вторым напряжение и смотрю результат.

Подключаю датчики холодного спая к генерирующему и меряющему температуру приборам. Задаю температуру 100 С, в комнате 20 С.

Измеряющий температуру показывает мне 100 С, Генерирующий показывает что он генерирует 100 С, Измеряющий напряжение показывает что 0,698 мВ!

На генерируюем приборе задаю температуру холодного спая вручную 0.

Измеряющий температуру показывает мне 100 С, Генерирующий показывает что он генерирует 100 С, Измеряющий напряжение показывает что 0,646 мВ!

Меняю приборы местами и т.д. - результат одинаковый.

Потом была куча экспериментов в наших метрологических лабораториях с разными приборами (все образцовое оборудование перепробовали) - результат один и тот же .

Объясните что здесь неправильно ? измерение напряжения ? измерение температуры ? или я чего-то не понимаю

[su215 658]

А как задаёте температуру холодного спая при генерации и при измерениях?

У большинства калибраторов (в частности, ИКСУ), в качестве датчика температуры ХС используется Pt100. Возможно, что складывается погрешность измерения ТП с погрешностью измерения температуры ХС. На термопарах типа K не так заметно, потому что там напряжения побольше, чем на S.

[Ziplen 0]

А как задаёте температуру холодного спая при генерации и при измерениях?

У большинства калибраторов (в частности, ИКСУ), в качестве датчика температуры ХС используется Pt100. Возможно, что складывается погрешность измерения ТП с погрешностью измерения температуры ХС. На термопарах типа K не так заметно, потому что там напряжения побольше, чем на S.

Температуру холодного спая задавал по разному, и мерял датчиками калибраторов, и задавал вручную (указывал на калибраторе - считать температуру такой-то).

По поводу погрешности измерения напряжения:

1) Погрешность измерения никак не объяснит почему при генерации температуры Т с задаваемой принудительно температурой холодного спая Тхс получается что при Т(Тхс) 100(0) и 120(20) на выходе одного прибора разное напряжение, ЦАП то у него один и тот же, и код он должен подавать одинаковый...

2) Аналогичный эффект наблюдается на всех градуировках кроме ХА, в том числе и на ХК (тип L), а там напряжение/градус даже больше чем на ХА.

Если кому не сложно попробуйте повторить этот эксперимент и напишите о результатах, в том числе и на каких приборах его проводили.

У меня почему эта проблема возникла - разработали систему автоматизации, а там из-за расположения "холодных" концов термопар пришлось выносить датчик холодного спая наружу. Я использовал каналы измерения как измерители напряжения - мерял милливольты, а после чего уже в программе переводил напряжение в температуру по ГОСТовской градуировке и прибавлял показания с вынесенного термометра сопротивления (Pt100) - начал проводить метрологическую аттестацию и непойму в чем дело, показывает ошибку больше 5-ти градусов. После чего и начал эксперименты описанные в первом посте, потом отдал задачу нашим теплотехникам в метрологической службе... они тоже неделю голову ломали и ничего не смогли придумать .

Благо линии ТПП(S) являются технологическими, а контроль температуры ведется по термопарам ХА, то есть на работу самой системы эта ошибка не влияет, поэтому более менее все успокоились... но хочется разобраться в чем дело.

Изменено 27 Февраля 2012 пользователем Ziplen

[Ramil 148]

Опишите еще какими компенсационными проводами организована у Вас цепь. Сдается мне все дело в них.

[su215 658]

почему при генерации температуры Т с задаваемой принудительно температурой холодного спая Тхс получается что при Т(Тхс) 100(0) и 120(20) на выходе одного прибора разное напряжение, ЦАП то у него один и тот же, и код он должен подавать одинаковый...

Наверное, потому, что холодный спай - термопара с какими-то другими характеристиками. Если Вы по градуировочной таблице берёте значение для 120, то для 20, чтобы скомпенсировать Тхс, брать из этой же таблицы нельзя.

[Ziplen 0]

Опишите еще какими компенсационными проводами организована у Вас цепь. Сдается мне все дело в них.

Все цепи организованы медными проводами до вводного клеммника (места подключения термопар к САУТП), для того у этого вводного клеммника и стоит датчик холодного спая (термометр сопротивления Pt100)- потому что на этом клеммнике компенсационные провода заканчиваются и именно там находится "холодный спай". Проверить что моя САУТП правильно переводит показания датчика холодного спая в температуру очень легко - на 7 градусов не врут даже комнатные термометры.

При проверке вместо термопары и ее компенсационных проводов к вводному клеммнику подключается калибратор ИКСУ который генерирует милливольты в соответствии с тем что на нем задается, ошибка то у меня возникает при проверке, а не после подключения компенсационных проводов ведущих к термопарам.

почему при генерации температуры Т с задаваемой принудительно температурой холодного спая Тхс получается что при Т(Тхс) 100(0) и 120(20) на выходе одного прибора разное напряжение, ЦАП то у него один и тот же, и код он должен подавать одинаковый...

Наверное, потому, что холодный спай - термопара с какими-то другими характеристиками. Если Вы по градуировочной таблице берёте значение для 120, то для 20, чтобы скомпенсировать Тхс, брать из этой же таблицы нельзя.

Тхс - это температура в градусах, которую:

1 - калибратор должен учесть при генерации милливольт (где он ее берет задает пользователь, это может быть датчик прибора, может быть и введенное число), он это делает сам - по какому принципу он это делает как раз для меня загадка .

2 - это количество градусов которое моя система должна прибавить к результату, получившемуся в результате перевода полученных от калибратора милливольтов в градусы.

Объясняю выделенное жирным:

Термопара - это средство измерения температуры между горячим и холодным концом. Насколько мне известно сигнал с термопары должен быть одинаковый и при нахождении горячего спая при 100 С, а холодного при 0, и при 120/20 и при 500/400 и при 1000/900 и при 0/-100. Калибратор это же вполне вменяемый прибор - ему сказали дать милливольты по градуировке ХА на разницу 100 градусов - он их и даст (точнее должен давать), с точностью до тысячных процента в соответствии с ГОСТовской градуировкой!

Почему-то при работе со всеми приборами которые я нашел на нашем предприятии на градуировке ХА это выполняется с точностью до градуса, а на остальных (ВР, ХК, ТПП...) нет. Учитывая что это десяток приборов разных производителей и прошедших поверку в разных ЦСМ/заводах - то либо я в чем-то ошибаюсь, либо этот момент при поверке не проверяется.

Дело ведь не только в моей системе - я же после начал проверять все имеющиеся приборы друг-другом, ложа их на столе в 10 см друг от друга и получил аналогичный результат ...

Изменено 28 Февраля 2012 пользователем Ziplen

[svdorb 219]

Наверное, потому, что холодный спай - термопара с какими-то другими характеристиками. Если Вы по градуировочной таблице берёте значение для 120, то для 20, чтобы скомпенсировать Тхс, брать из этой же таблицы нельзя.

Это утверждение НЕВЕРНО! Значения для 120 и для 20 градусов необходимо брать из одной и той же градуировочной таблицы.

Смотрите, например, раздел 4-4 , стр.95-96 книги: Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергетических процессов» — М.: Энергия, 1978 здесь

почему при генерации температуры Т с задаваемой принудительно температурой холодного спая Тхс получается что при Т(Тхс) 100(0) и 120(20) на выходе одного прибора разное напряжение, ЦАП то у него один и тот же, и код он должен подавать одинаковый...

Потому что зависимость между температурой и ЭДС - Н Е Л И Н Е Й Н А Я.

Объясняю выделенное жирным:

Термопара - это средство измерения температуры между горячим и холодным концом. Насколько мне известно сигнал с термопары должен быть одинаковый и при нахождении горячего спая при 100 С, а холодного при 0, и при 120/20 и при 500/400

Это утверждение: должен быть одинаковый было бы верным при линейной зависимости между температурой и ЭДС.

Изменено 28 Февраля 2012 пользователем svdorb

[svdorb 219]

Почему-то при работе со всеми приборами которые я нашел на нашем предприятии на градуировке ХА это выполняется с точностью до градуса, а на остальных (ВР, ХК, ТПП...) нет. Учитывая что это десяток приборов разных производителей и прошедших поверку в разных ЦСМ/заводах - то либо я в чем-то ошибаюсь, либо этот момент при поверке не проверяется.

На ХА (К) это тоже не выполняется.

Например:

При Tхс=0, Т=100 - ЕДС(100)- ЕДС(0)=4,096

При Тхс=20, Т=120 - ЕДС(120)-ЕДС(20)=4,122

При Тхс=500, Т=600 -ЕДС(600)-ЕДС(500)=4,261

Для S:

При Tхс=0, Т=100 - ЕДС(100)-ЕДС(0)=0,646

При Тхс=20, Т=120 - ЕДС(120)-ЕДС(20)=0,683

При Тхс=500, Т=600 -ЕДС(600)-ЕДС(500)=1,005

[Ramil 148]

Все цепи организованы медными проводами до вводного клеммника (места подключения термопар к САУТП), для того у этого вводного клеммника и стоит датчик холодного спая (термометр сопротивления Pt100)- потому что на этом клеммнике компенсационные провода заканчиваются и именно там находится "холодный спай". Проверить что моя САУТП правильно переводит показания датчика холодного спая в температуру очень легко - на 7 градусов не врут даже комнатные термометры.

При проверке вместо термопары и ее компенсационных проводов к вводному клеммнику подключается калибратор ИКСУ который генерирует милливольты в соответствии с тем что на нем задается, ошибка то у меня возникает при проверке, а не после подключения компенсационных проводов ведущих к термопарам.

Окончательно меня запутали, но не буду разбираться. Постараюсь ответить на то что понял.

Тхс - это температура в градусах, которую:

1 - калибратор должен учесть при генерации милливольт (где он ее берет задает пользователь, это может быть датчик прибора, может быть и введенное число), он это делает сам - по какому принципу он это делает как раз для меня загадка .

2 - это количество градусов которое моя система должна прибавить к результату, получившемуся в результате перевода полученных от калибратора милливольтов в градусы.

При генерации милливольт, калибраторы никакую компенсацию не делают, а генерируют как есть.

Для того, что бы узнать, сколько система у Вас компенсирует, Вам нужно замкнуть входа на месте холодного спая. Система должна показать температуру компенсации.

То есть мы видим при 0 мВ, система показывает температуру в комнате Т_комн.

Теперь при генерировании, дабы сымитировать температуру горячего спая, Вы должны от милливольт вычесть значение Т_комн в мВ(из ГОСТ-а).

Кажется так.

[Ziplen 0]

Потому что зависимость между температурой и ЭДС - Н Е Л И Н Е Й Н А Я.

Это утверждение: должен быть одинаковый было бы верным при линейной зависимости между температурой и ЭДС.

Большое спасибо, нелинейность есть и судя по всему на ХА в проверяемом мной диапазоне характеристика была наиболее приближена к линейной, поэтому влияние нелинейности не превышало 1 градуса, что и ввело меня в заблуждение .

Таким образом помимо температуры холодного спая, замерянной датчиком, нужно учитывать эту самую нелинейность.

Сделал, все совпадает :-).

Изменено 29 Февраля 2012 пользователем Ziplen

[libra 521]

Не туда вставил

Изменено 7 Июля 2015 пользователем libra

[sash0k 0]

Здравствуйте уважаемые знатоки!!!

Подскажите, как правильно задавать сигнал термопары калибратором?

Вопрос заключается именно в компенсации температуры холодного спая, которую можно задать 4 вариантами:

1)Внутренняя компенсация ( я так понимаю, зависит от температуры внутри калибратора, возможно ошибаюсь)

2)ТХС фиксированная и равна 0 градусов ( в этом варианте калибратор выдаёт сигнал ровно в соответствии с таблицами)

3)ТХС ручной ввод (можно ввести любую температуру)

4) ТХС внешняя компенсация (подключение эталонного термометра сопротивления)

Когда я задаю сигнал вариантом №2, то калибратор выдает мне табличный сигнал термопары, а при включенной внутренней компенсации (вариант №1) значительно уменьшает выходной сигнал.

Так же я делал эксперимент, задавая сигнал одним калибратором (Beamex MC6) и принимая другим (mcx-2). Получилось, что когда мсх-2 принимает сигнал, он сначала определяет некую температуру ( я так понимаю свою внутреннюю) которая равняется примерно 26.6 градуса, а потом выдаёт ту которую он получил. В моем случае он выдавал всегда большую температуру примерно на 18-19 градусов, чем я задавал. Добиться одинаковых показаний на двух калибраторах, я смог лишь когда на задаваемом (beamex mc6) я вариантом №3 в ручную ввел температуру, которую определял mcx-2 (около 26.6 градуса) перед измерением.

Таким образом прошу мне обьяснить, как правильно задавать сигнал термопары, при калибровке канала на объекте??? Заранее спасибо!

[boss 414]

<sash0k>

"1)... 2)... 3)... 4) ..."

Вторичный прибор ждет от Вас и Вашего калибратора значений ЭДС в общем случае:

1) соответствующий НСХ вторичного СИ

2) уменьшенных на значение t_окр. (если вторичное СИ имеет автоматическую компенсацию ХС)

Ваш эксперимент с калибраторами ...

Представьте, что такого чуда техники нет в природе, а перед Вами только ПП-63 (УПИП) и вторичное СИ температуры с автоматической компенсаций ХС - Ваши действия?

[sash0k 0]

<sash0k>

"1)... 2)... 3)... 4) ..."

Вторичный прибор ждет от Вас и Вашего калибратора значений ЭДС в общем случае:

1) соответствующий НСХ вторичного СИ

2) уменьшенных на значение t_окр. (если вторичное СИ имеет автоматическую компенсацию ХС)

Ваш эксперимент с калибраторами ...

Представьте, что такого чуда техники нет в природе, а перед Вами только ПП-63 (УПИП) и вторичное СИ температуры с автоматической компенсаций ХС - Ваши действия?

Возможно я что-то не понял, но вразумительного ответа я так и не услашал... Единственное что подчеркнул для себя, это то,что нужно знать имеет ли вторичник автоматическую компенсацию ХС. Я так понял что если не имеет, то и на калибраторе не нужно её включать, а если имеет то нужно.

[boss 414]

<sash0k>

"... вразумительного ответа я так и не услашал ..."

" Единственное что подчеркнул для себя..."

Обидно ... :YES!:

" ... если не имеет ...", то Вам необходимо самому измерить температуру ХС, перевести Тхс в Ехс соответствующей НСХ и выставить на калибраторе V = Ет - Ехс по каждой точке шкалы (которую вы собираетесь контролировать) вторичного прибора