Termoelement type K (T/C K)

[Raedon]

Hei!

 

Jeg har en oppgave om et termoelement type K, nikkel og krom-nikkel.

Denne typen har en skala fra -200°C og opp til 1350°C

 

Jeg vet også at type K har en følsomhet på ca. 40 µV/°C

 

Dette bildet fant jeg på nette, men om termoelementet gir ut ca 12V ved 300°C, vil det bety at det gir ut 0V(40 µV/°C) ved 0°C? Og om det er tilfellet, hva gir termoelementet ut når det utsettes for minusgrader?

 

 

Takk!

Endret 29. mars 2010 av Raedon

[V_B]

Ja, det gir ut 0V ved 0 grader celcius. Ved minusgrader vil spenningen bli negativ. Eks, ved -200 grader celcius måles -5.891mV. Jeg skal prøve å finne en tabell til deg senere i kveld siden du nesten må ha den om du skal jobbe med det. Når det kommer til følsomheten så er den heller ikke konstant og husk at potensialforskjellen mellom metallene er i mV.

 

Edit: Her er en tabell. Er dog i Fahrenheit. http://www.omega.com/temperature/z/pdf/z218-220.pdf

Endret 30. mars 2010 av Vegpeg

[Raedon]

Ja, det gir ut 0V ved 0 grader celcius. Ved minusgrader vil spenningen bli negativ. Eks, ved -200 grader celcius måles -5.891mV. Jeg skal prøve å finne en tabell til deg senere i kveld siden du nesten må ha den om du skal jobbe med det. Når det kommer til følsomheten så er den heller ikke konstant og husk at potensialforskjellen mellom metallene er i mV.

 

Edit: Her er en tabell. Er dog i Fahrenheit. http://www.omega.com/temperature/z/pdf/z218-220.pdf

 

Takk igjen, Vegpeg!

[V_B]

Bare hyggelig

[Nedward]

Er ikke meningen å spore av tråden, men vil ikke et termoelement være notorisk vanskelig å få korrekt avlesning i fra?. Da tenker jeg på følsomheten 40µV/*C.

Endret 31. mars 2010 av Dj_eLmO

[V_B]

Vel, utrolig nok så skal nøyaktigheten være helt grei. Mellom -40 og 375 grader celcius så er det en toleranse (på den beste tolleranse klassen) på +-1.5 grader og ±0.004×temperaturen fra 375 til 1000 grader celcius, dvs +-4 grader celcius ved 1000 grader. Det skal vist også være vanskelig å få en nøyaktighet på under 1 kelvin.

[Raedon]

Vegpeg:

Det virker som om du har peiling, og da kan jeg kanskje spørre det om noe ang. termoelementet som jeg ikke har skjønt helt..

 

Teorien sier at et termoelement er en seriekobling av ledningstråder eller staver av to forskjellige metaller, f.eks. nikkel og krom-nikkel sveiset el. loddet sammen i endene til en strømkrets. Ved forskjellig temperatur på loddestedene oppstår en elektromotorisk spenning i kretsen. Det står også at et termoelement produserer ikke noen spenning når målepunktet og referansepunktet har den samme temperaturen.

 

.

Her ser vi jo at det blir temperaturforskjell mellom målepunktet og referansepunktet når målepunktet varmes opp, og dette danner en elektromotorisk spenning

 

 

Så lurer jeg på hvor referansepunktet befinner seg i praksis, jeg har ikke koblet et termoelement selv.

Men om vi ser på dette koblingsskjemaet ser vi jo tydelig målepunktet(den ene enden hvor de to metallene er loddet sammen), men hvor befinner referansepunktet seg egentlig?

 

 

Dette termoelementet jeg skal jobbe med er plassert i flytende aluminium, men når det ikke renner noe aluminium der hvor elementet er plassert, er det vell ikke noe temperaturforskjell imellom referansepunktet og målepunktet? Men som vi ser på bildet, viser indikatoren 19*C når den står plassert i friluft?

 

 

 

Ble kanskje litt rot..

[V_B]

Hei igjen.

 

Jeg skjønner hva du mener. Det jeg tror du sikter til er noe som heter "Kaldpunktskompensering"- jeg kan prøve å forklare så godt jeg kan i disse sene nattetimer (med et godt eksempel fra en bok jeg har her).

 

La oss si at vi f.eks setter et termometer av type T i en gryte med vann som som holder 100 grader og måle termoelementspenningen. Når vi måler spenningen får vi 3.634 mV, som tilsvarer 86.1 grader celsius. Vi har nå en målefeil på ca 14 grader celsius. Denne feilen skyldes måleinstrumentets egentemperatur (instrumentet vi måler spenningen med) og omgivelsetemperaturen der instrumentet står.

 

Kobler vi nå termoelementet til en måleomformer så vil det bli en helt annen sak. Alle måleomformere som benyttes sammen med termoelementer, har innebygd enten program eller elektronikk som automatisk kompenserer for feil som oppstår på grunn av endring i omgivelsetemperaturen. Det kalles kaldpunktskompensering.

 

 

Du kan finne litt mer informasjon om Termocouples på denne linken og der har du forresten også en tabell for type k element som er oppgitt i Celsius

 

http://www.autek.no/system/script/getfile2.asp?id=365

 

 

Håper det var forståelig. Skulle det være noe mer så er det bare å spørre. Fint å få repetert stoffet som delvis har gått i glemmeboka

 

 

Edit: Fikk ikke svart på det andre spørsmålet ser jeg.

 

Referansepunktet vil nok befinne seg i måleomformeren, som jeg tipper står på selve termoelementet.

 

 

Som du ser på bilde her så ligger termoelementet mekanisk beskyttet i røret, mens måleomformeren er i chassiet på toppen.

Endret 6. april 2010 av Vegpeg

[V_B]

Woops, ble en dobbelpost her

Endret 6. april 2010 av Vegpeg

[Raedon]

Woops, ble en dobbelpost her

 

Ahh, supert! Du har gjort min forståelse innen dette emnet mye bedre.

Tusen takk for hjelpen, Vegpeg!

[V_B]

nemo problemo

[Raedon]

Vegpeg:

På tirsdag i neste uke skal jeg presentere arbeidet for klassen og lærere.

I dag har jeg fått rigget opp en ovn, termoelement type K, transmitter og multimetere, denne lille modellen jeg skal jeg også benytte meg av på presentasjonen.

Jeg fikk også testet og sett kaldpunktkompensering i praksis.

 

I min presentasjon som jeg skal holde på tirsdag tenkte jeg å ta med litt om justering/kalibrering/kontrollering av termoelementet og transmitteren.

 

Vill du fortelle meg litt om kalibrering av disse? Er vell kanskje et eksternt signal(fra en process calibrator) for å kontrollere at transmitteren er korrekt?

Men hvordan skal jeg gjennomføre en slik kontrollering på termoelementet?

 

2-, 3- og 5-punkts kalibrering er noe som kanskje er relevant? Hvor benytter vi oss av de forskjellige?

 

2-, 3- og 5-punkts kalibrering forklarer bare hvor mange kontrolleringer vi har på skalaen fra 0-100%(evt. 4-20mA)?

2-punkt er bare kalibreing av zero og span?

 

 

Setter stor pris på hjelpen!

Takk

[V_B]

Hei igjen.

 

Det er bare hyggelig å hjelpe, så skal se hva vi kan finne ut av her.

 

Kalibrering av et temperaturelement er forsåvidt ikke stor annet enn en sjekk etter mitt syn. Det første du trenger er en kalibrator ovn. Det som er viktig å huske her er nøyaktighet (dette kan du nevne på presentasjonen), det apperatet/instrumentet du kalibrerer med, må ha større nøyaktighet enn det instrumentet som blir kalibrert.

 

Nå vet jeg ikke om du har en Hart kommunikator med deg, men kan forklare hvordan du gjør det med kommunikator og med span/zero skruer.

 

Hart Kommunikatoren er forsåvidt det letteste. Her kobler du deg på Temperatur Transmitteren og setter måleområdet. Nå vet jeg ikke hvilken temperatur du skal ha, men vi sier at "Upper Range Value" (øvre målegrense/Span) er 40 grader celsius og "Lower Range Value" (nedre målegrense/Zero) er 0 grader.

 

Du kjører nå en 5 punkts kalibrering/sjekk der du setter ovnen til å lage 0 grader. Du noterer deg hvilken mA verdi du får på ett ark, så tar du 25%, 50%, 75% og 100%, altså 0 grader, 10 grader, 20 grader, 30 grader og 40 grader. Når du har notert deg mA verdiene for stigende temperatur så gjør du det omvendte, altså noterer deg mA verdiene på de samme prosentene, bare med fallende temperatur.

 

Du har nå funnet ut hvilke mA verdier du får på de forskjellige temperaturene og kan dermed lage et graf. Det første du gjør er å lage en rett strek der 0% er 4mA, 25% er 8mA, 50% er 12mA, 75% er 16mA og 100% er 20mA i en graf med x og y akse. Det du kan gjøre nå er å plotte inn tallene du fikk fra stigende kalibrering og dermed se om målingen ligger rett på eller svinger litt rundt streken du lagde. Dette kalles sjekk av linearitet. Du sjekker altså om utgangssignalet er proposjonalt med målt verdi.

 

Her er et bilde av hvordan grafen kan se ut- bare ikke bry deg om tall og skrift på x og y aksen. Denne målingen er ikke lineær som du kan se. Hva kravet til lineariteten på instrumentet er står beskrevet i databladet.

 

 

Det du gjør etterpå er å plotte inn tallene for fallende målinger. Du sammenligner så denne med stigende målinger. Dette kalles Hysterese. Om instrumentet/utstyret har dødgang og friksjon så vil man se at denne grafen kan skeie ut fra stigende målinger. Du finner mer informasjon om dette om du leser på hysterese og statisk nøyaktighet i boken din.

 

Her er et bilde av hysterese. Den øverste linjen er fallende temperatur, mens det underste er stigende temperatur. Igjen, ikke bry deg om tall og bokstaver på x og y aksen.

 

 

Zero og span skruer

 

Når det kommer til zero og span skruer så er det ikke værre enn at du setter ovnen til 0 grader, stiller Zero til å gi ut 4mA. Deretter stiller du ovnen til 40 grader, så stiller du span til å gi 20mA ut. Det du må huske nå er å sjekke Zero en gang til. Når man stiller Span så har Zero eller nullpunktet en tendens til å forskyve seg/flyte, så sjekk at det fremdeles er 4mA ved 0 grader- skulle det ikke være det så stiller du Zero skruen en gang til.

 

Der etter kjører du samme test som over, der du simulerer en temp på 10 - 20 - 30 og 40 grader, samt noterer deg mA verdiene på stigende og fallende temperatur.

 

 

Håper det var en forståelig forklaring. Bare å spørre om noe er uklart

 

 

PS: Igjen, les litt om Statisk og dynamisk nøyaktighet. Det er ganske greit å kunne.

Endret 7. april 2010 av Vegpeg

[Raedon]

Okei, mye lurt der!

 

Men når vi snakker om kontrollering/kalibrering av termoelement og temperaturtransmittere:

Er det nødvendig med en slik 5 punkts kalibrering? Temperatur er jo veldig tregt..

Tror du det kan det være tilstrekkelig nok å demonstrere kontrolleringen av arbeidsområdet til termoelementet?

 

Det jeg tenkte å bruke under presentasjonen var et termoelement, en kalibreringsovn, en Hart kommunikator og en inteligent programbar transmitter

[V_B]

Temperatur er generelt sett en treg prosess, men det kommer jo annpå måleomfanget du velger. Har du et måleomfang på 10 grader så er det fort å sjekke dette. Hvis du skal ha en presentasjon om dette, hvorfor ikke bare ta ett måleområde fra 0 til 20 grader ? Du er nok nødt til å ha en 5 punkts kalibrering. Du får ikke sjekket lineariteten og hysteresen godt nok om du ikke gjør det.

 

Hvis du eventuelt har en tidsbegrensning, så kan du jo bare forklare kjapt undervei hva du opprinnelig skal gjøre, for så å finne ut fiktive mA verdier for 25%, 50%, 75% og 100%. Når du har funnet på de stigende verdiene så kan du jo lage en graf på tavlen, og late som om du finner fallende verdier ?

[Raedon]

Vegpeg, skulle bare takke deg for hjelpen en siste gang innen dette emnet!

Presentasjonen gikk bra, og karakteren min endte på en 6'er!

[V_B]

Bra jobbet ! Morro å høre at det gikk så bra. Skulle det være noe mer fremmover i tiden så må du ikke nøle med å spørre.