Hvordan implementeres softwarekompensationsmetoden?

Softwarekompensationsmetoden involverer realtidsregistrering af-den kolde overgangstemperatur ved hjælp af en indbygget-temperatursensor. En mikroprocessor, kombineret med en termoelementkalibreringstabel eller matematisk model, beregner og korrigerer automatisk det termoelektriske potentiale og opnår således høj-præcision, fuldautomatisk kold overgangstemperaturkompensation. Denne metode er meget udbredt i moderne intelligente måle- og kontrolsystemer, såsom PLC'er, DCS'er, dataindsamlingskort og intelligente temperaturregulatorer, og er i øjeblikket den mest almindelige og effektive kompensationsmetode i industrielle omgivelser.

I. Kerneimplementeringstrin i softwarekompensationsmetoden

Realtidsregistrering af Cold Junction Temperature-

En høj-præcisionstemperaturføler (såsom et Pt100 platinmodstandstermometer, en NTC-termistor eller en integreret temperaturføler som LM35 eller AD590) er installeret nær terminalerne på temperaturmålesystemet for at måle den faktiske omgivende temperatur T0 for kolde overgange. Denne sensor er i samme temperaturfelt som termoelementets kolde junction, hvilket sikrer, at den målte T0 nøjagtigt afspejler den kolde junction-tilstand.

Termoelektrisk potentialesignalopsamling: Det termoelektriske potentiale E(T,T0) output fra termoelementet opnås ved hjælp af en A/D-konverter, som er den elektromotoriske kraft på grund af temperaturforskellen mellem det varme kryds og det ikke-nul kolde kryds.

Signalet skal filtreres og forstærkes for at forbedre signal-til-støjforholdet og målestabiliteten.

Kompensationspotentiale opslag:

Baseret på den kendte T0, slås den tilsvarende E(T0,0) værdi (dvs. det termoelektriske potentiale mellem den kolde overgangstemperatur T0 og 0 grader) op fra termoelementkalibreringstabellen, der er gemt i systemhukommelsen.

Kalibreringstabellen er normalt forud-lagret i henhold til forskellige typer såsom K, E og S, og systemet vil automatisk matche den i henhold til den indstillede termoelementmodel.

Beregning af det samlede termoelektriske potentiale

Brug af mellemtemperaturloven til superpositionsberegning:

E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)

E(T,0)=E(T,T 0)+E(T 0,0)

Dette giver det ækvivalente totale termoelektriske potentiale E(T,0), når det kolde kryds er 0 grader.

E(T,0) eliminerer således indflydelsen af ​​kolde krydsudsving.

Omvendt opslag af tabellen for at opnå den sande temperatur

Den beregnede E(T,0)

E(T,0) slås igen op i tabellen for at opnå den tilsvarende varmeforbindelsestemperatur T, som derefter udlæses på et displayinstrument eller værtscomputer.

Lineær interpolation eller polynomisk tilpasning kan bruges til at forbedre nøjagtigheden af ​​tabelopslaget, især velegnet til termoelementtyper med stærk ikke-linearitet (såsom type K).

II. Typisk hardwarearkitektur og dataflow

Sensorlag:

Termoelement (temperaturfølende ende)

Cold junction temperatursensor (f.eks. Pt100)

Signalkonditioneringslag:

Forforstærker (forstærker svagt termoelektrisk potentiale)

Lav-pasfilter (undertrykker høj-interferens)

Analog multi-kanalkontakt (skifter forskellige inputkanaler)

Konvertering og behandlingslag:

A/D-konverter (digitaliserer analoge signaler)

Mikrocontroller (MCU) eller PLC CPU (udfører kompensationsalgoritmer)

Output og displaylag:

Digital skærm, SCADA system, HMI interface

Eksempel: I en Siemens S7-1200 PLC optages termoelementsignaler gennem TC-modulet. Samtidig aflæser modulet automatisk den kolde overgangstemperatur. Programmet kalder "TCON" og "TCD" instruktionerne for at fuldføre kompensation og temperaturkonvertering.

III. Avancerede implementeringsformer for softwarekompensation

Industrieltrend: High-temperaturregulatorer understøtter nu OTA-opgraderinger til kalibreringstabellen og kan automatisk identificere termoelementtyper, hvilket opnår intelligent "plug-and-play"-kompensation.