Τι ρόλο παίζουν οι ενισχυτές σήματος και τα φίλτρα στα κυκλώματα θερμοστοιχείων;

Το πρωτογενές σήμα από ένα θερμοστοιχείο είναι μια τάση επιπέδου millivolt-στις 400 μοίρες , ένα θερμοστοιχείο τύπου Κ παράγει περίπου 16,4 mV. Αυτό το μικροσκοπικό σήμα κατακλύζεται εύκολα από τον ηλεκτρικό θόρυβο, ειδικά στο ηλεκτρικά θορυβώδες περιβάλλον μιας μονάδας χύτευσης με έγχυση. Επομένως, οι περισσότεροι ελεγκτές θερμοκρασίας ενσωματώνουν ενισχυτές σήματος και φίλτρα για να ρυθμίζουν το σήμα πριν το χρησιμοποιήσουν για έλεγχο. Ένας ενισχυτής οργάνων υψηλής ποιότητας είναι το πρώτο στάδιο. Παρέχει υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου (για να αποφευχθεί η φόρτωση του θερμοστοιχείου), υψηλή απόρριψη κοινής λειτουργίας (για απόρριψη θορύβου που εμφανίζεται και στις δύο απαγωγές) και σταθερό κέρδος (συνήθως 100–1000×) για την ενίσχυση του σήματος σε επίπεδο κατάλληλο για τον μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό. Η τάση μετατόπισης και η μετατόπιση του ενισχυτή επηρεάζουν άμεσα την ακρίβεια μέτρησης. Προτιμώνται ενισχυτές χαμηλής μετατόπισης (π.χ. τύποι με αυτόματο μηδέν ή σταθεροποιημένοι με κόφτη). Μετά την ενίσχυση, ένα χαμηλοπερατό φίλτρο αφαιρεί τον θόρυβο υψηλής συχνότητας, συνήθως με συχνότητα αποκοπής μεταξύ 10 Hz και 100 Hz. Το φίλτρο μπορεί να είναι αναλογικό (RC ή ενεργό) ή ψηφιακό (που εφαρμόζεται στο υλικολογισμικό του ελεγκτή). Το ψηφιακό φιλτράρισμα επιτρέπει στο χρήστη να προσαρμόζει τον χρόνο απόκρισης{17}}ένα βαρύ φίλτρο (μεγάλη σταθερά χρόνου) εξομαλύνει τον θόρυβο αλλά επιβραδύνει την απόκριση. ένα φίλτρο φωτός ανταποκρίνεται γρήγορα αλλά μπορεί να περάσει θόρυβο. Οι σύγχρονοι ελεγκτές χρησιμοποιούν συχνά προσαρμοστικό φιλτράρισμα που αλλάζει με βάση τον ρυθμό μεταβολής της θερμοκρασίας. Μια άλλη σημαντική λειτουργία είναι η γραμμικοποίηση, η οποία είναι ουσιαστικά ένα φίλτρο που βασίζεται σε λογισμικό που εφαρμόζει τη σωστή πολυωνυμική καμπύλη για να μετατρέψει την ενισχυμένη τάση σε θερμοκρασία. Ορισμένοι ελεγκτές περιλαμβάνουν επίσης έναν ψηφιακό κινητό μέσο όρο ή ένα διάμεσο φίλτρο για την αφαίρεση των αιχμών που προκαλούνται από διαλείπουσες παρεμβολές. Το υπερβολικό φιλτράρισμα μπορεί να κρύψει τις πραγματικές αλλαγές θερμοκρασίας, οδηγώντας σε αργό έλεγχο. Το υπο-φιλτράρισμα έχει ως αποτέλεσμα θορυβώδεις ενδείξεις που προκαλούν κυκλική κίνηση του θερμαντήρα. Επομένως, η επιλογή των κατάλληλων ρυθμίσεων φίλτρου είναι μια ισορροπία. Για συστήματα θερμού δρομέα, μια σταθερά χρόνου φίλτρου 0,5–2 δευτερόλεπτα είναι τυπική. Εάν ο ελεγκτής έχει μια παράμετρο "φίλτρο" ή "απόσβεση", προσαρμόστε την έτσι ώστε η εμφανιζόμενη θερμοκρασία να παραμένει σταθερή αλλά να ανταποκρίνεται σε μια αλλαγή βήματος μέσα σε περίπου 3–5 δευτερόλεπτα. Επιπλέον, ορισμένοι ελεγκτές ενσωματώνουν έναν συναγερμό "ρυθμού αλλαγής" που ενεργοποιείται όταν η θερμοκρασία αλλάζει πολύ γρήγορα-αυτό δεν είναι φίλτρο αλλά διαγνωστικό. Κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων μετρήσεων με θόρυβο, ελέγξτε πρώτα τη γείωση και τη θωράκιση. αν είναι σωστά, προσαρμόστε το φίλτρο. Εάν ο θόρυβος επιμένει ακόμη και με το μέγιστο φιλτράρισμα, το πρόβλημα είναι πιθανόν σοβαρό EMI ή ελαττωματικό θερμοστοιχείο. Η κατανόηση της αλυσίδας σήματος-από το θερμοστοιχείο έως τον ενισχυτή έως το φίλτρο στο ADC-ενισχύει τους χρήστες να βελτιστοποιούν τις ρυθμίσεις για το συγκεκριμένο περιβάλλον τους, επιτυγχάνοντας καθαρά, σταθερά σήματα θερμοκρασίας χωρίς να θυσιάζεται η απόκριση.