為什麼需要熱電偶放大器？

密歇根科學公司 (MSC) 提供多種熱電偶放大器產品. 我們努力滿足客戶對不同熱電偶類型、輸入/輸出範圍和測量精度的要求。在由兩部分組成的博客系列的第一部分中，我們將首先研究為什麼需要熱電偶放大器。

第一部分

什麼是熱電偶？

熱電偶 (TC) 是一種簡單的兩線傳感器，它產生的電壓與測量結（位於您試圖感測溫度的點）和冷結（位於測量設備或數據採集）。有關熱電偶測量背後物理學的技術解釋，請參閱密歇根科學公司的技術說明 102-B.

信噪比

TC 放大器的優點之一是降噪. 未放大的 TC 信號在毫伏甚至微伏範圍內，因此很容易被環境電噪聲所掩蓋。在運行長 TC 傳感器線時尤其如此。 MSC 放大器可以位於或非常靠近測量結點，將 TC 信號轉換為高電平電壓並大大提高信噪比。

圖 1：未放大的 K 型熱電偶

圖1 顯示從未放大的熱電偶捕獲的數據。每段縮放為 50 mV，因此我們可以看到噪聲“散列”的峰峰值測量值約為 30 mV。這是室溫測量值，大約為 25°C，因此未放大的信號約為 1 mV。在這種情況下，信噪比為 1/30。請記住，此測量是在低噪聲環境中進行的，可能會更糟。

圖 2：放大的 K 型熱電偶

圖2 顯示從 Michigan Scientific 熱電偶放大器捕獲的數據。同樣的 25°C 測量被放大到 125 mV 左右，噪聲峰峰值略微降低到 25 mV 左右。這將我們的信噪比從 1/30 提高到 5，提高了 150 倍。

冷端補償

由於熱電偶僅測量其兩個結點之間的溫差，因此必須在冷結點進行溫度測量並將其“添加”到整體測量中。所有 MSC 熱電偶放大器都提供冷端補償並創建一個 絕對溫度測量.

線性

熱電偶傳感器測量本身是非線性的。幾個 MSC 熱電偶放大器提供了一個 線性輸出，減少用戶對複雜後處理的需要。

帶滑環的熱電偶

熱電偶放大器的最後一個主要優勢在組合時很明顯使用滑環組件進行 TC 測量. 滑環組件不提供由熱電偶合金製成的連接，因此從轉子到定子連接的任何溫度梯度都不會包含在最終測量中。有關此計算的更深入檢查，請參閱密歇根科學公司的技術說明 102-B. 通過在旋轉測量的旋轉側使用放大器，可提供不受溫度梯度影響的絕對測量。

下面的視頻顯示了使用熱電偶和滑環組件時溫度漂移的影響以及使用放大器如何影響輸出。

請繼續關注第二部分：如何為您的應用選擇正確的放大器

第一部分

什麼是熱電偶？