Termokupllardan tutarlı ve doğru okumalar nasıl alınır?


21

Bir Mk9 çift ekstrüderine yükselttim ve daha önce sahip olduğum termistörler yerine termokupllarla birlikte geldi.

Termokupllar ile ne yaparsam yapayım, belirtilen sıcaklık 30 ° C veya daha fazla arttı. Kısacası, birkaç hafta süren kemanlama işleminden sonra termokuplları iyi bir şekilde çalışamadım ve onları iyi olan termistörlerle değiştirmedim.

Öyleyse sorum şu: termokuplların güvenilir, tutarlı ve doğru okumalar alması için ne gerekiyor? Sadece inanılmaz derecede dokunaklılar mı?

Denediğim bazı şeyler:

  • Elbette , minik gerilim farklarını Arduino veya benzeri analog girişlerle kullanılabilecek daha büyük farklılıklara dönüştürmek için bir devre (tipik olarak http://wiki.ultimaker.com/Thermocouple_Sensor_Board_v1 gibi bir termokupl amplifikatör kartı ) eklenmesi gerekir .

  • Bu tahtaları termokuplların yakınına yerleştirin, ancak yeterince sabit sıcaklıkta olacakları kadar uzağa yerleştirin.

  • Tel eklerinde kesinlikle tel uzantıları, tel tiplerinde değişiklik (malzeme) vb.

  • Tekrarlanan ölçümleri çok hızlı yapmaktan kaçının.

  • Arduino, pin konfigürasyonları veya yazılımdaki problemleri ekarte etmek için bir potansiyometre ile 5V'lık bir termokupl kartını analog giriş pimine değiştirdim ve kararlı okumalar aldım.

  • Isıtıcı bloğundan, termokuplların her iki tarafından, ısıtıcının kendisinden vb. Şortları toprağa kontrol ettim. Bulunamadı.

  • Termokupl telleri, örgülü bir blendajla çevrilidir (herhangi bir termokupl teline ortak veya kısa devre yapmaz); Her iki ucundan ve her iki ucundan, ısı bloğuna, yazıcı çerçevesine, güç kaynağı toprağına ve RAMPA kartı toprağını topraklamayı denedim. Bunların çeşitli etkileri oldu (bazen büyük), ancak okumaları sabit yapan herhangi bir konfigürasyon bulamadım (daha az doğru!).

Kaçırdığım bir şey var mı?

Teşekkürler!

Steve


Çok güzel bir soru!
Tom van der Zanden

Termokupllar ve termistörler arasında maliyet açısından büyük bir fark var mı?
Martin Carney,

10fOrbirtypeKthermOcOuple,plus

1
@ MartinCarney İlgili .
Matt Clark

1
Sadece buna ek olarak, tamamen metal bir E3D'ye geçtikten ve bir termistörün arızalanmasından sonra aynı şeylerin üzerinden geçtim. Bir süre termokupl kullanarak baskı yapmayı başardım ve sonra sorunlarıma bir son vermedim. Sıcaklık her zıplama ~ 20C her güncelleme ve çok tutarsız. Birkaç farklı pano, termokupl denedim ve hatta pano için ayrı bir güç kaynağına kadar gittim. Diyotu bir sebepten bir nedenden dolayı çıkardım ve o tahta burada bulunabilir - oshpark.com/shared_projects/p8Yv87Ks ama yardım ettiğine inanmıyorum.
tjb1

Yanıtlar:


5

Termokupllar, Seebeck'in etkisi ile pasif olarak ÇOK küçük voltajlar üreterek çalışır - genellikle birkaç milivolt. Kelimenin tam anlamıyla, sadece "sıcak" ucunda elektriksel olarak birbirine bağlanmış iki farklı özel alaşımdan yapılmış bir çift kablo. Bu tel bağlantısı ne tür bir bağlantı ucu veya pabucu isteniyorsa içine monte edilebilir.

Çok basit ve pasif cihazlar olmaları, aynı tip TC'ler arasında termistörlerden çok daha fazla kesin ve tutarlı olmalarını sağlar. Dünyadaki herhangi bir K tipi termokupl size aynı doğru çıkışı +/- 1-2C verir. Hatta bir ısılçifti yarıya kesebilir, tellerin uçlarını tekrar bükebilir ve yine de çalışmaya devam eder!

Bununla birlikte, ürettikleri çok küçük (milivolt) sinyal, elektriksel gürültüye ve devre tasarımına karşı oldukça hassastır. Sinyal voltajı, faydalı olması için büyük ölçüde güçlendirilmelidir. Bu nedenle, TC okumayı engellemek için ısıtıcı veya kademeli tellerden çok fazla EMR almaz. 3D yazıcılardaki TC devrelerinde sıkça görülen bir sorun, korkunç ZEMİN LOOP'dur - eğer "sıcak" uç, sıcak bloğa elektriksel olarak bağlıysa, ısıtıcıdaki voltaj ve akım ve motor telleri, tamamen vidalanan TC tellerinden küçük akımlara neden olabilir millivolt sinyali kadar. Amplifikatör bu başıboş voltajları alır ve geçici okumayı atar. Bu nedenle, TC tellerinden gürültüyü uzak tutmak için bazı önemli kurallar vardır:

  • TC telleri, elektriksel olarak montaj donanımından yalıtılmalıdır (dübel, termowell, ekstruderiniz ne olursa olsun). Bunu bir multimetre ile kontrol edebilirsiniz - TC uçlarından montaj ucuna ve sıcak bloğa sonsuz / aralık dışı direnç istiyorsunuz. Kullanırken, ısıtıcı kartuş kablolarınızın sıcak bloğa kısa olmadığından emin olun - bu güvenli değildir ve TC'lerde sorunlara da neden olabilir.
  • İki TC kablosunu birbirine yakın tutun ve PWM kontrollü ısıtıcılar veya kademeli kablolama gibi gürültü kaynaklarına hemen paralel değil. TC'yi diğer kablolarla birlikte bir pakette çalıştırmanız gerekirse, ısıtıcı / kademeli kablo çiftlerini TWIST yapın. (Stepperler için mümkünse her bir bobin çiftini farklı bir perdeye çevirin. Ayrı bobin çiftlerini birbirine çevirmeniz gerekmez.)

TC devreleriyle ilgili diğer bir yaygın sorun, SOĞUK ÇALIŞMA KOMPANZASYONU'dur. Bir termokupl uç sıcaklığını ölçmez, sıcak uç ile TC'nin ampere veya bakır kablolara bağlı olduğu soğuk bağlantı noktası arasındaki sıcaklık farkını ölçer. TC amp, soğuk kavşaktaki sıcaklığı, termokupldan ölçülen sinyale eklemek için kullandığı yerleşik bir termistöre sahiptir. Soğuk kavşak telafisinin düzgün çalıştığından emin olmak için yapmanız gereken birkaç şey vardır:

  • TC kablosunu "sıcak" uçtan TC amperine kadar geçirmelisiniz. Ekleyebilir ve fişleri takabilirsiniz, ancak yalnızca daha fazla K tipi TC kablosu ve uygun K tipi termokupl fişleriyle takın. Bunlar, TC kablosuyla aynı metali kullanır, böylece TC sinyaline müdahale eden istenmeyen bağlantı voltajlarını üretmezler. TC ile amp arasına bakır tel eklerseniz, bakır boyunca sıcaklık farkları ölçülmez! Sıcak bir muhafazanın içine bakır eklerseniz ve daha sonra bakırı muhafazanın dışında bir ampere koyarsanız bu özellikle büyük bir sorundur.
  • Amper süper sıcak olmamalıdır. Yerleşik termistör, sıcak blok sıcaklıklara değil, oda sıcaklığına oldukça yakın sıcaklıkları doğru bir şekilde ölçmek için tasarlanmıştır.
  • Amp'in yanında veya TC kablo sonlandırması ile gerçek amp çip arasında büyük sıcaklık gradyanları olmamalıdır. Amp'i sıcak ucundan ve diğer ısı kaynaklarından (step motorlar gibi) tuhaf sıcaklık profilleri ile karşılaşmayacak kadar uzağa yerleştirin.

Yukarıdakileri yaparsanız, TC iyi bir sinyal verecektir ve amp uygun şekilde okuyacaktır. Ama bir tane daha aksama var. Ana kart, ampin çıkışını nasıl anlayacağını bilmek zorunda. Mightyboard'lar gibi, yalnızca TC'ler için tasarlanmış 3D yazıcı kontrol panoları, genellikle amp ve ana kontrol çipi (MCU) arasındaki dijital iletişimi kullanır. Bu, yüksek güvenilirliktir ve herhangi bir özel yazılım konfigürasyonu yapılandırması gerektirmez - destek devreye sokulur. Ancak, harici bir TC amperi termistör bekleyen bir karta bağlarsanız, bellenime sinyali nasıl okuyacağını söylemeniz gerekir. amp.En yaygın teknik, amperin MCU’nun normal termistör girişine (ADC) doğrusal bir voltaj sinyali vermesidir. Ardından, bellenimi, belirli bir amp için uygun "termistör tablosunu" (gerçekten voltaj arama tablosu) kullanacak şekilde yapılandırın. Kontrol panonuza bağlı olarak, normal termistör çekme / çekme dirençlerinin amper çıkışını etkilemediğinden emin olmanız gerekebilir.

Bu yüzden emin olmak gerekir:

  • Elektriksel gürültü sorunlarınız yok
  • Soğuk kavşak telafisi istenildiği gibi çalışıyor
  • Üretici yazılımı ve kontrol panosu, amp yonganızın çıkışı için doğru şekilde yapılandırılmıştır

Bunları yaparsanız, TC bir termistöre göre üstün doğruluk ve güvenilirlik sağlamalıdır.


Teşekkürler! Orada çok iyi bilgi var. TC tellerini motordan / ısıtıcıdan / sınır tellerinden uzağa kaydırmayı ya da bükmeyi denemedim; Bu bir atışa değer. Bunu denediğimde geri
göndereceğim

2

Arızalı bir termokuplınız varmış gibi geliyor. Ancak, "Neden termokupllar yanlış?" Diye bir google araştırması yaptım ve kötü termokuplları ve önleyici bakımı tanımlamak için bu makaleyi buldum . Makaledeki ipuçlarının çoğunu hiç düşünmedim, ancak bu kadar sert sıcaklık hataları da yapmadım.


Referans için teşekkürler, iyi yazı! İki ekstrudere sahip olduğum için 2 hatalı termokupl olması gerekirdi. Ve onları ısıtabilirim ve doğrudan onlara bağlı bir metre ile küçük bir voltaj değişimini okuyabilirim, böylece tamamen ölmezler.
TextGeek,
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.