Погрешность измерений

Основная проблема построения измерительного канала на базе термопары связана с ее малым выходным напряжением (около 50 мкВ на градус), которое гораздо меньше помех, наведенных на элементах измерительной цепи в обычных условиях. Поэтому очень важно правильно выполнить экранирование и заземление проводов, идущих от термопары к модулю ввода. Модуль ввода желательно помещать по возможности ближе к термопаре, чтобы снизить длину проводов, по которым передается аналоговый сигнал. Для снижения уровня помех с частотой 50 Гц в модулях ввода используют режекторный фильтр. Подавление помехи нормального вида (т. е. когда источник помехи включен последовательно с источником сигнала) с частотой 50 Гц, например, в модулях NL-8TI фирмы RealLab!, составляет 120 дБ, помехи общего вида (когда источник помехи включен между закороченными входами и землей) - 140 дБ.

Важным достоинством термопар является очень низкое внутреннее сопротивление, что делает их практически нечувствительными к емкостным наводкам.

Точность термопары зависит от химического состава материала. Внешние факторы, такие как давление, коррозия, радиация могут изменить кристаллическую структуру или химический состав материала, что приводит к росту погрешности измерений.

Погрешность измерений с помощью термопар складывается из следующих составляющих:

• случайная погрешность, вызванная технологическим разбросом характеристик термопары (см. табл. 6.31). Зависит от чистоты материалов и точности их процентного содержания в материалах электродов;

• случайная погрешность измерения температуры холодного спая;

• погрешность, вызванная постепенной деградацией характеристик при высокой температуре;

• систематическая погрешность компенсации нелинейности (погрешность линеаризации) характеристики преобразования температуры в напряжение;

• систематическая погрешность термического шунтирования (связанная с теплоемкостью датчика);

• динамическая погрешность;

• погрешность, вызванная внешними помехами;

• погрешность аналого-цифрового канала.

Погрешность измерения температуры холодного спая, погрешность линеаризации, погрешность аналого-цифрового канала и динамическая погрешность относятся к инструментальным погрешностям и указываются в паспорте на модуль ввода. Другие погрешности необходимо учитывать отдельно, в зависимость от типа использованных термопар, электромагнитной обстановки, характеристик объекта измерения и т. п.