تقویت کننده ها و فیلترهای سیگنال در مدارهای ترموکوپل چه نقشی دارند؟

سیگنال خام از یک ترموکوپل یک ولتاژ سطح میلی ولت-در 400 درجه است، ترموکوپل نوع K حدود 16.4 میلی ولت تولید می کند. این سیگنال کوچک به راحتی توسط نویز الکتریکی، به ویژه در محیط پر سر و صدا یک کارخانه قالب گیری تزریقی، غرق می شود. بنابراین، اکثر کنترل کننده های دما از تقویت کننده ها و فیلترهای سیگنال استفاده می کنند تا سیگنال را قبل از استفاده برای کنترل، تنظیم کنند. یک تقویت کننده ابزار دقیق با کیفیت بالا مرحله اول است. امپدانس ورودی بالا (برای جلوگیری از بارگذاری ترموکوپل)، رد حالت مشترک بالا (برای رد نویزهایی که در هر دو لید ظاهر می شود) و یک بهره ثابت (معمولاً 100-1000×) برای افزایش سیگنال به سطح مناسب برای مبدل آنالوگ به دیجیتال ارائه می دهد. ولتاژ افست تقویت کننده و رانش مستقیماً بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. تقویت‌کننده‌های با رانش کم (مثلاً انواع تثبیت‌شده خودکار یا خردکننده) ترجیح داده می‌شوند. پس از تقویت، یک فیلتر پایین گذر نویز فرکانس بالا را حذف می کند، معمولاً با فرکانس قطع بین 10 هرتز و 100 هرتز. فیلتر می تواند آنالوگ (RC یا فعال) یا دیجیتال (در سیستم عامل کنترلر) باشد. فیلتر دیجیتال به کاربر امکان می‌دهد زمان پاسخ را تنظیم کند{17}یک فیلتر سنگین (ثابت طولانی مدت) نویز را کاهش می‌دهد اما پاسخ را کاهش می‌دهد. یک فیلتر نوری به سرعت پاسخ می دهد اما ممکن است نویز را از خود عبور دهد. کنترلرهای مدرن اغلب از فیلتر تطبیقی ​​استفاده می کنند که بر اساس نرخ تغییر دما تغییر می کند. تابع مهم دیگر خطی سازی است که اساساً یک فیلتر مبتنی بر نرم افزار است که منحنی چند جمله ای صحیح را برای تبدیل ولتاژ تقویت شده به دما اعمال می کند. برخی از کنترل‌کننده‌ها همچنین دارای میانگین متحرک دیجیتال یا فیلتر میانه برای حذف میخ‌های ناشی از تداخل متناوب هستند. بیش از حد فیلتر می تواند تغییرات دمای واقعی را پنهان کند و منجر به کنترل کند شود. فیلتر کم باعث خوانش نویز می شود که باعث چرخه بخاری می شود. بنابراین، انتخاب تنظیمات فیلتر مناسب یک تعادل است. برای سیستم های دونده داغ، ثابت زمانی فیلتر 0.5-2 ثانیه معمول است. اگر کنترل‌کننده دارای پارامتر «فیلتر» یا «میرایی» است، آن را طوری تنظیم کنید که دمای نمایش داده شده ثابت بماند، اما همچنان به تغییر پله‌ای در حدود 3 تا 5 ثانیه پاسخ دهد. به‌علاوه، برخی از کنترل‌کننده‌ها زنگ هشدار «نرخ تغییر» را در خود جای داده‌اند که وقتی دما خیلی سریع تغییر می‌کند فعال می‌شود-این یک فیلتر نیست، بلکه یک تشخیص است. هنگام عیب یابی خوانش های پر سر و صدا، ابتدا زمین و محافظ را بررسی کنید. اگر آنها درست هستند، فیلتر را تنظیم کنید. اگر نویز حتی با حداکثر فیلتر نیز ادامه پیدا کند، احتمالاً مشکل EMI شدید یا ترموکوپل معیوب است. درک زنجیره سیگنال-از ترموکوپل تا تقویت‌کننده تا فیلتر تا ADC{35}}به کاربران این امکان را می‌دهد تا تنظیمات را برای محیط خاص خود بهینه کنند و سیگنال‌های دمایی تمیز و پایدار را بدون کاهش پاسخ‌دهی به دست آورند.