Термопари працюють, пасивно генеруючи ДУЖЕ невеликі напруги завдяки ефекту Зеебека - зазвичай це кілька десятків мілівольт. Вони буквально просто пара проводів, виготовлених з двох різних спеціальних сплавів, електрично з'єднаних між собою на "гарячому" кінці. Цей провід може бути встановлений всередині будь-якого типу наконечника або вкладки.
Той факт, що вони дуже прості та пасивні пристрої, робить їх надзвичайно точними та узгодженими між ТС одного типу, МНОГО більше, ніж термістори. Будь-яка термопара K-типу у світі дасть вам однаковий точний вихід +/- 1-2C або близько того. Можна навіть розрізати термопару навпіл, знову скрутити кінці дротів разом, і це все одно спрацює!
Однак дуже малий (мілівольт) сигнал, який вони генерують, досить сприйнятливий до електричного шуму та конструкції ланцюга. Напруга сигналу має бути сильно підсиленим, щоб бути корисним. Таким чином, не потрібно багато ЕМР від ваших нагрівачів або крокових проводів, щоб перешкоджати зчитуванню ТС. Частою проблемою з ланцюгами ТС у 3d-принтерах є жахливий ЗЕМНИЙ ЛОП - якщо «гарячий» наконечник електрично підключений до гарячого блоку, напруга та струм на нагрівачі та провід двигуна можуть викликати невеликі струми через проводки ТС, які повністю закручуються вгору сигнал мілівольт. Підсилювач піднімає ці напружені напруги, і він скидає зчитуваний темп. Отже, є кілька важливих рекомендацій щодо запобігання шуму від проводів ТС:
- Провід ТС повинен бути електрично ізольований від кріплення обладнання (очні вкладки, термоблок, незалежно від того, що у вашому екструдері). Ви можете перевірити це за допомогою мультиметра - ви хочете, щоб нескінченний / поза діапазоном опір від ТС призводить до наконечника і гарячого блоку. Поки ви переконаєтесь, переконайтеся, що дроти картриджа нагрівача не замикаються до гарячого блоку - це небезпечно, а також може спричинити проблеми з ТЦ.
- Тримайте два провідника ТК близько між собою, а не відразу паралельно джерелам шуму, таких як нагрівачі, керовані ШІМ або крокові проводки. Якщо вам потрібно запустити ТС в комплекті з іншими проводами, ТВІСТУЙТЕ пару проводів нагрівача / кроку. (Для степперів, по можливості скрутіть кожну пару котушок на інший крок. Не потрібно скручувати окремі пари котушок один до одного.)
Інша поширена проблема з ланцюгами TC - КОМПЕНСАЦІЯ COLD CUNCTION. Термопара не вимірює температуру наконечника, вона вимірює різницю температури між гарячим наконечником і холодним з'єднанням, де ТС підключений або до підсилювальної, або до мідної проводки. У підсилювачі TC є вбудований термістор, який він використовує для додавання температури на холодному переході до вимірюваного сигналу від термопари. Вам потрібно зробити кілька речей, щоб переконатися, що компенсація холодного вузла працює належним чином:
- Вам слід провести провід TC повністю від «гарячого» наконечника до підсилювача TC. Ви МОЖЕТЕ з'єднати його та встановити штепсельні вилки, але тільки за допомогою більш провідного типу Т-типу TC та відповідних штепсельних вилок термопари типу К. Вони використовують той же метал, що і провід TC, щоб вони не генерували небажані з'єднання напруги, що заважають сигналу ТС. Якщо з'єднати мідний дріт між ТС та підсилювачем, будь-які температурні різниці вздовж міді не вимірюються! Це особливо велика проблема, якщо сплавити мідь у теплому корпусі, а потім запустити мідь до підсилювача поза корпусом.
- Підсилювач не повинен бути надто гарячим. Бортовий термістор призначений для точного вимірювання температури, що є достатньо близькою до температур приміщення, а не температурного режиму.
- Не повинно бути великих температурних градієнтів поблизу підсилювача або між завершенням проводів TC і фактичним струмом підсилювача. Розмістіть підсилювач досить далеко від гарячого кінця та інших джерел тепла (наприклад, крокові двигуни), щоб він не відчував дивних темп-профілів.
Якщо зробити вищезазначене, ТК видасть хороший сигнал, і підсилювач прочитає його належним чином. Але є ще одна зачіпка. Материнська плата повинна знати, як зрозуміти вихідний підсилювач. Плати керування 3D-принтера, які призначені виключно для ТЦ, як Mightyboards, зазвичай використовують цифровий зв'язок між підсилювачем та основним мікросхемом управління (MCU). Це висока надійність і не вимагає особливої конфігурації вбудованого програмного забезпечення - підтримується підтримка. Але якщо ви прив'язуєте зовнішній підсилювач TC на плату, яка очікує термістори, вам доведеться сказати прошивці, як читати сигнал від підсилювача.Найпоширеніша методика полягає в тому, щоб підсилювач виводив сигнал лінійної напруги на звичайний вхід термістора MCU (АЦП). Потім ви налаштовуєте мікропрограмне забезпечення для використання відповідної "таблиці термісторів" (дійсно таблиці пошуку напруги) для цього конкретного підсилювача. Залежно від вашої плати контролера, вам також може знадобитися переконатися, що звичайні резистори, що піднімають / висувають термістор, не впливають на вихід ампера.
Тому вам потрібно переконатися:
- У вас немає проблем з електричним шумом
- Компенсація холодного з'єднання працює за призначенням
- Прошивка мікропрограмного забезпечення та контролера правильно налаштована для виведення мікросхеми підсилювача
Якщо ви все це зробите, ТК повинен забезпечити високу точність та надійність щодо термістора.