การชดเชย Cold Junction ทำงานอย่างไรและมีอะไรผิดพลาดได้บ้าง?

จุดต่อความเย็นคือจุดที่สายเทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อกับขั้วทองแดงของตัวควบคุมอุณหภูมิ เนื่องจากหัวต่อนี้ไม่ได้อยู่ที่ 0 องศา ตัวควบคุมจึงต้องชดเชยอุณหภูมิเพื่อให้ได้อุณหภูมิหัวต่อร้อนที่ถูกต้อง ซึ่งทำได้โดยเซ็นเซอร์การชดเชยจุดเชื่อมต่อความเย็น (CJC) ซึ่งโดยทั่วไปคือเทอร์มิสเตอร์หรือไอซีโซลิดสเตต ซึ่งติดตั้งอยู่บนแผงขั้วต่ออินพุตของคอนโทรลเลอร์ CJC วัดอุณหภูมิโดยรอบที่ขั้วต่อและเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่เทียบเท่าให้กับสัญญาณเทอร์โมคัปเปิล เมื่อทำงานถูกต้องการชดเชยจะแม่นยำถึงภายใน ±0.5 องศา อย่างไรก็ตาม อาจเกิดปัญหาหลายประการได้ ประการแรก เซ็นเซอร์ CJC อาจอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ดี-หากติดตั้งบนแผงวงจรที่ร้อนขึ้นเนื่องจากการกระจายพลังงาน เซ็นเซอร์จะวัดอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิเทอร์มินัลจริง ส่งผลให้ตัวควบคุมประเมินอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อความเย็นสูงเกินไป และทำให้อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเย็นต่ำเกินไป สิ่งนี้จะสร้างค่าชดเชยคงที่ซึ่งสามารถมีได้หลายองศา ประการที่สอง เซ็นเซอร์ CJC เองสามารถเบี่ยงเบนหรือล้มเหลวเมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่ร้อน CJC ที่ล้มเหลวมักจะให้การอ่านค่าคงที่ (เช่น 25 องศา ) โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม นำไปสู่ข้อผิดพลาดของอุณหภูมิที่แตกต่างกันไปตามอุณหภูมิห้อง ประการที่สาม ถ้าขั้วต่อเทอร์โมคัปเปิลอุ่น (เช่น จากความร้อนที่ดำเนินการจากแม่พิมพ์) จริงๆ แล้วหัวต่อเย็นจะอยู่ที่ขั้วต่อ ไม่ใช่ที่ขั้วต่อตัวควบคุม ตัวควบคุมจะชดเชยขั้วต่อของตัวเอง ดังนั้นอุณหภูมิที่ขั้วต่อจึงกลายเป็นตัวแปรที่ไม่สามารถวัดได้ ทำให้เกิดข้อผิดพลาดเท่ากับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างขั้วต่อและตัวควบคุม เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ให้เก็บขั้วต่อไว้ในบริเวณที่เย็น และใช้สายต่อที่มีเทอร์โมคัปเปิลอัลลอยด์ชนิดเดียวกัน ประการที่สี่ การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าอาจส่งผลต่อวงจร CJC ทำให้การอ่านมีเสียงดังหรือไม่เสถียร คอนโทรลเลอร์บางตัวอนุญาตให้ผู้ใช้ป้อนออฟเซ็ตจุดเชื่อมต่อเย็นด้วยตนเอง แต่นี่เป็นการแก้ไขอย่างหยาบ แนวทางที่ดีกว่าคือการใช้กล่อง CJC ภายนอกที่แยกความร้อนออกจากแหล่งความร้อนภายในของคอนโทรลเลอร์ เพื่อความแม่นยำสูงสุด บางระบบใช้การอ้างอิงจุดน้ำแข็ง แต่ไม่สามารถใช้งานได้ในอุตสาหกรรม ในการวินิจฉัยปัญหา CJC ให้วัดอุณหภูมิจริงที่ขั้วต่อตัวควบคุมด้วยเทอร์โมมิเตอร์อิสระ และเปรียบเทียบกับค่า CJC ที่แสดงของตัวควบคุม หากความแตกต่างมากกว่า 1 องศา ให้สงสัยว่ามีข้อผิดพลาดของ CJC แนะนำให้ปรับเทียบ CJC เป็นประจำโดยเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบประจำปีของผู้ควบคุม โดยสรุป จุดต่อความเย็นไม่ใช่รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ-แต่เป็นส่วนสำคัญของห่วงโซ่การวัดอุณหภูมิ และข้อผิดพลาดใดๆ ที่นั่นจะแปลงเป็นข้อผิดพลาดอุณหภูมิกระบวนการโดยตรง การทำความเข้าใจ CJC ช่วยให้ผู้ใช้ระบุและแก้ไขสาเหตุทั่วไปของการเบี่ยงเบนอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจเกิดจากตัวเทอร์โมคัปเปิลเอง