思迈科华公司收集电偶温度传感器温度的方案
热电偶简介：
热电偶（thermocouple）它是温度测量仪器中常用的温度测量元件。它直接测量温度，将温度信号转换为热电势信号，通过电气仪器（二次仪器）转换为被测介质的温度。由于需要，各种热电偶的形状往往非常不同，但其基本结构大致相同，通常由热电极、绝缘套筒保护管和接线盒组成，通常与显示仪器、记录仪器和电子调节器一起使用。 热电偶测温的基本原理是两种不同成分的材料导体形成闭合电路。当两端有温度梯度时，电流通过电路。此时，两端之间存在电势-热电势，即所谓的塞贝克效应(Seebeck effect）。两种不同成分的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于恒温下。热电偶分度表是根据热电势与温度之间的函数关系制成的；分度表是自由端温度为0℃不同的热电偶有不同的分度表。 热电偶的技术优势：温度测量范围广，性能稳定；测量精度高，热电偶直接接触被测对象，不受中间介质的影响；热响应时间快，温度变化反应灵活；测量范围大，热电偶-40℃— 1600℃ 可连续测温；热电偶性能可靠，机械强度好。使用寿命长，装置方便。.热电偶常用。 
图1.1常用热电偶 常见的热电偶类型
现在经常使用的热电偶是标准的热电偶。所谓标准热电偶，是指国家标准规定其热电势与温度的关系、允许误差和统一的标准分度表的热电偶。它有配套的显示仪器可供选择。S、B、E、K、R、J、T中国统一设计的七种标准化热电偶。 在工作中使用热电偶测温时，需要综合考虑使用环境的温度范围、所需的精度、使用氛围、对象的性能、相应的时间和经济效益。具体型号需要与热电偶制造商沟通。 温度变送器 当使用热电偶进行温度采集时，思迈科华在这里使用USB-采集3000系列数据采集卡的温度(最常见的数据采集卡接收信号是电压信号)。热电偶测温时，冷端温度受环境影响较大，会影响测量电信号。为了获得稳定的电信号，需要对热电偶进行冷端补偿。热电偶的温度测量原理是基于热电效应的转换。虽然它集放热和转换为一体，可以直接实现从温度到电压的输出，但输出范围较小，如K型热电偶的灵敏度0.04mv/℃，因此，需要放大信号。温度变送器可以很好地解决上述两个问题。如图1.2温度变送器。
图1.2温度变送器 数据采集卡与温度变送器连接
这主要说明了温度变送器与数据采集卡之间的连接，可以输出标准电压。这里使用的温度变送器有五个端子，即温度变送器电源正、电源负（电源地）、热电偶正、热电偶负、输出端子（标准电压输出接口）。温度传感器需要选择合适的电源根据温度变送器手册选择），然后根据图1.3进行连线。下图为温度变送器输出电压给出的接线图，适用于一般数据采集卡。如果温度变送器输出4-20ma电流、接线需参考思迈科华官网知识库采集卡采集电流数据专题链接：http://www.smacq.cn/knowledge/typical/current.html。
图1.3 数据采集卡与温度变送器连接 这里有以下关于数据采集卡与温度变送器连接的说明。通常，当温度变送器供电时，温度变送器的供电电源是否与数据采集卡共享。如果不在一起，温度变送器的相对收集卡是浮空源，因此需要按照图1进行.三是连将AI Sense与AGND进行短接。如果可以确定采集卡与温度变送器的共同点，则无需AI Sense与AGND短接时，可直接连接电源负AI Sense连接就可以了。浮空源与接地源的具体接线方法应参考USB-3000系列手册。
操作数据采集卡软件
首先，在使用温度变送器之前，您需要了解使用温度变送器的一些重要参数，以及所选温度变送器是否符合热电偶型号、温度变送器的电源电压、温度值范围和输出电压。在这里，当思迈科华实际测试时，电源电压为24V，温度值范围-50℃—400℃，输出电压0V—10V温度变送器。 当外部设备接线正确时，进入思迈科华Smacq DAQ Software设置界面，设置软件采用的单端模式，选择AI 数据采集通道0。量程选用的是±10.24V，采样率为10Sa/s/ch（在实际采集中，可根据实际情况和采集卡现有的采样率设置），然后设置温度变送器的范围和输出电压围和输出电压。.4温度变送器参数。
图1.4温度变送器参数 如果您想将采集卡采集的电压信号转换为温度，请在此检查单位。如图1所示.5采集卡采集的电压曲线如图1所示.采集卡的温度曲线由单位变换。
图 1.5电压曲线 图1.6温度曲线 这样，收集卡收集到的电压曲线和温度曲线，然后使用思迈科华提供的软件功能导出收集到的数据，获得收集到的电压和温度Excel表格形式的数据。请参考数据采集卡软件的操作 《Smacq DAQ Software 快速使用指南。
远程IO模块采集热电偶数据
以上方案是思迈科华的数据采集卡USB-3000系列制定的热电偶温度采集，当然还有另一套热电偶温度数据采集方案，由思迈科华公司推出M2100系列的M2101远程IO模块.M2100系列温度采集远程IO模块是一组基础Modbus RTU计算机接口模块的标准协议。它有8种类型的热电偶支持，8个热电偶采集通道，数据接口是RS-485(2线)，具体信息见思迈科华官网产品手册。由于现在的PC485接口很少，思迈科华公司提供SDS使用1000串口转换器USB可支持标准协议RS-232和RS-485的转换。
远程IO模块M2101与热电偶的连线图
首先要用的是SDS1000串口转换器和M2101远程IO模块，还有供电设备，M2101供电电压是9V—30V，。如图1.7IO模块与热电偶连接示意图。
图1.7 IO与热电偶连接的示意图模块 以上连接是思迈科华公司采集热电偶温度给出的远程连接IO模块搭建的温度采集系统的连线示意图。（需要注意的是接线时不要将485接口线接反，而且注意热电偶分正负极。）接线正确后，就可以操作思迈科华公司提供的软件进行温度采集。
远程IO模块M2101的软件操作
首先是远程IO模块型号参考产品手册下载远程IO 对应于模块的软件M Console，在识别串口和通信的基础上，设置远程IO可参考模块产品型号相关参数的具体设置IO模块产品手册。以下示意图是思迈科华测试产品时的软件设置和热电偶温度采集。
图1.8 基本参数设置 需要设置这些基本参数，然后单击功能配置键Function Config 点击选择采样率和相应的热电偶型号RUN可以采集温度。可以看到实时采集的温度，如图1所示.9温度采集界面。
图1.9 温度采集界面
也可以点击主页面的数据记录表Data logger，选择要记录温度的通道进行数据采集，然后设置文件生成的地址，就可以实时显示采集到的温度的数据，而且采集的温度数据可以生成.CSV格式的表格，方便用户进行数据分析。如图2.0数据波形。
图2.0 数据波形
以上就是思迈科华公司针对热电偶温度传感器对温度采集给出的两种方案，客户可以根据自身实际情况以及实际所需功能来自行选择据采集卡或M2101远程IO模块。
有更多关于数据采集方面的问题与想法可以关注思迈科华公司官网和公众号 http://www.smacq.cn/daq.html