Термопара K-типа с нормализатором сигнала
Используйте термопару K-типа с нормализатором сигнала для определения температуры в диапазоне от 0 до 600 °С. Широкий интервал измерения позволяет использовать датчик в местах, где обычный полупроводниковый сенсор просто расплавится, например: в духовом шкафу, паяльном оборудовании или тепловом двигателе.
Принцип работы
Наш Troyka-модуль состоит из термопары K-типа и нормализатора сигналов.
Термопара K-типа
Термопара работает за счёт термоэлектрического эффекта, который также называют эффектом Зеебека. Он заключается в том, что на концах разнородных проводников при последовательном соединении возникает электродвижущая сила (ЭДС), пропорциональная разнице температур между контактами. Зная характеристики материалов, можно построить зависимость и вычислить температуру по показаниям вольтметра, подключённого к термопаре.
Термопары разделяются по типу применяемых металлов. В нашем Troyka-модуле используется самая распространённая термопара типа K с параметрами:
- Материал электрода (+) выполнен из хромели Cr—Ni.
- Материал электрода (−) выполнен из алюмели Ni—Al.
- Диапазон измерения от −180 до 1200 °C.
- Чувствительность 40 мкВ/°C
Термопара выполнена в виде металлического винта с резьбой М6. Это удобно для фиксации датчика в зоне измерений. Зонд выполнен из нержавеющей стали, которая к сожалению сужает диапазон измерения температуры. Производитель заявляет стабильные показания от 0 до 600 °C, однако вы можете по экспериментировать с более высокими и низкими температурами.
Термопара K-типа выдаёт напряжение, которое можно перевести в показатель температуры с помощью соответствующей градуировочной таблице (Type-K).
Нормализатор сигналов
Мы разработали нормализатор сигналов на микросхеме MAX6675, которая содержит в себе все градуировочную таблицу термопары K-типа. Чип преобразует напряжение с термопары в готовые цифровые данные для дальнейшей передачи Arduino, Raspberry Pi и другим управляющим платам.
Пример работы
Элементы платы
Нормализатор сигналов
Микросхема MAX6675
Нормализатор выполнен на чипе LIS331DLH и представляет собой миниатюрный датчик ускорения, разработанный по технологии MEMS от компании STMicroelectronics. Адрес устройства по умолчанию равен 0x18, но может быть изменен на 0x19. Подробности читайте в разделе смена адреса модуля.
Troyka-контакты
На модуле выведено две группы Troyka-контактов.
Первая группа
| Контакт | Функция | Подключение |
|---|---|---|
| CS | Линия для включения/выключения ведомых устройств «Slave» на шине SPI. | Подключите к пину ввода-вывода микроконтроллера. |
| V | Входное напряжение (+) | Подключите к рабочему питанию микроконтроллера. |
| G | Входное напряжение (−) | Подключите к земле микроконтроллера. |
Вторая группа
| Контакт | Функция | Подключение |
|---|---|---|
| × | Не используется | Не используется |
| DO | Линия для передачи данных от ведомого устройства «Slave» к ведущему устройству «Master» на шине SPI | Подключите к пину MISO микроконтроллера на шине SPI. |
| SCK | Линия для синхронизации устройств на шине SPI. | Подключите к пину SCK микроконтроллера на шине SPI. |
Принципиальная и монтажная схемы
Габаритный чертёж
Характеристики
- Модель: Термопара K-типа с нормализатором сигналов (Troyka-модуль)
Термопара
- Тип термопары: К (ТХА)
- Материал электродов:
- Положительный электрод (+): Хромель Cr—Ni
- Отрицательный электрод (−): Алюмель Ni—Al
- Диапазон измерений температуры: 0…+600 °С
- Точность измерения температуры: ±2 °С
- Чувствительность термопары: 40 мВ/°C
- Крепления зонда: резьба М6
- Матерал крепления: нержавеющая сталь
- Тип кабеля: экранированный с металлической оплёткой
- Длина кабеля: 1 м
- Выходной интерфейс: две клеммы под винт
Нормализатор
- Чип: MAX6675
- Подключение термопары: клемммник под винт
- Апаратный интерфейс к контроллеру: Troyka-контакты
- Программный интерфейс к контроллеру: SPI
- Напряжение питания: 3,3–5 В
- Потребляемый ток: 0,7 мА
- Размеры платы: 25,4×25,4×25 мм
