Инструменты пользователя

Инструменты сайта


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

Ресурсы