একটি কোল্ড জংশন ক্ষতিপূরণ সার্কিট হল থার্মোকল ভিত্তিক তাপমাত্রা পরিমাপ ব্যবস্থার মধ্যে একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, যা ঠান্ডা জংশন তাপমাত্রার ওঠানামার কারণে পরিমাপের ত্রুটি দূর করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এর মূল নীতির মধ্যে রয়েছে ক্রমাগত ঠাণ্ডা জংশনের (রেফারেন্স জংশন) তাপমাত্রা বাস্তব-সময়ে অনুধাবন করা এবং একটি সমতুল্য ক্ষতিপূরণ ভোল্টেজকে সুপার ইম্পোজ করা, যার ফলে চূড়ান্ত আউটপুট সংকেতটি শুধুমাত্র গরম জংশনের প্রকৃত তাপমাত্রাকে সঠিকভাবে প্রতিফলিত করে তা নিশ্চিত করে।
I. কেন একটি কোল্ড জংশন ক্ষতিপূরণ সার্কিট প্রয়োজনীয়?
থার্মোকল দ্বারা উত্পন্ন থার্মোইলেক্ট্রিক পটেনশিয়াল (ভোল্টেজ) গরম জংশন এবং ঠান্ডা সংযোগের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্যকে প্রতিফলিত করে। যাইহোক, শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড ক্রমাঙ্কন টেবিলগুলি (যেমন K-টাইপ বা S-টাইপ থার্মোকলগুলির জন্য) সবগুলি 0 ডিগ্রী ঠান্ডা জংশন তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে প্রমিত করা হয়।
ব্যবহারিক প্রয়োগে, তবে, ঠান্ডা জংশন সাধারণত একটি কন্ট্রোল ক্যাবিনেটের মধ্যে বা ফিল্ড ওয়্যারিং টার্মিনাল ব্লকে অবস্থিত। ফলস্বরূপ, এটি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার ওঠানামার সাপেক্ষে-উদাহরণস্বরূপ, গ্রীষ্মকালে 35 ডিগ্রী থেকে শীতকালে 15 ডিগ্রী-এবং স্থির 0 ডিগ্রীতে বজায় রাখা যায় না।
এই বৈচিত্রগুলির জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে ব্যর্থতার ফলে উল্লেখযোগ্য তাপমাত্রা পরিমাপের ত্রুটি হবে। যেমন:
যদি প্রকৃত গরম জংশন তাপমাত্রা 500 ডিগ্রী হয়, কিন্তু ঠান্ডা সংযোগের তাপমাত্রা 25 ডিগ্রী থেকে 35 ডিগ্রীতে বৃদ্ধি পায়, আউটপুট ভোল্টেজ প্রায় 410 μV কমে যাবে। ফলস্বরূপ, যন্ত্রটি তাপমাত্রাকে 490 ডিগ্রী - 10 ডিগ্রী পর্যন্ত ত্রুটি মার্জিন হিসাবে ভুল পাঠ করবে।
২. কোল্ড জংশন ক্ষতিপূরণ বাস্তবায়নের জন্য তিনটি প্রাথমিক পদ্ধতি
|
পদ্ধতি |
নীতি ও বৈশিষ্ট্য |
প্রযোজ্য পরিস্থিতি |
|
1. হার্ডওয়্যার ক্ষতিপূরণ সেতু (অ্যানালগ ক্ষতিপূরণ) |
একটি তামা প্রতিরোধক ব্যবহার করে (আরকু) একটি Wheatstone সেতু নির্মাণ. যখন ঠান্ডা জংশন তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয়, তামার প্রতিরোধকের প্রতিরোধের মান পরিবর্তন হয়; এটি সেতুটিকে ভারসাম্যহীন করে, একটি ক্ষতিপূরণ ভোল্টেজ (ΔV) তৈরি করে যা থার্মোকলের ঠান্ডা জংশন ড্রিফটের কারণে সৃষ্ট সম্ভাব্য স্থানান্তরকে প্রতিহত করে। এই ডিজাইনগুলি সাধারণত 20 ডিগ্রি বা 25 ডিগ্রির মতো একটি নির্দিষ্ট রেফারেন্স পয়েন্টে ভারসাম্য বজায় রাখতে ক্যালিব্রেট করা হয়। |
পুরানো-প্রজন্মের তাপমাত্রা ট্রান্সমিটার; একটি মাইক্রোপ্রসেসরের অভাব যন্ত্র. |
|
2. ইন্টিগ্রেটেড কোল্ড জংশন ক্ষতিপূরণকারী (IC-ভিত্তিক সমাধান) |
একটি ডেডিকেটেড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (IC)-যেমন MAX1452-অথবা একটি এনালগ-থেকে-ডিজিটাল কনভার্টার (ADC) একটি সমন্বিত তাপমাত্রা সেন্সর দ্বারা সজ্জিত। এই ডিভাইসগুলি প্রকৃত সময়ে ঠান্ডা সংযোগের তাপমাত্রা পরিমাপ করে- এবং লুকআপ টেবিল বা বহুপদী গণনার মাধ্যমে প্রয়োজনীয় ক্ষতিপূরণের সম্ভাবনা তৈরি করে, যার ফলে উচ্চ-নির্ভুল ক্ষতিপূরণ অর্জন করা হয়। কিছু ADC-তে এই কার্যকারিতা সরাসরি চিপে তৈরি করা হয়। |
আধুনিক বুদ্ধিমান যন্ত্র, পিএলসি অ্যানালগ ইনপুট মডিউল |
|
3. সফ্টওয়্যার ক্ষতিপূরণ (মূলধারার পদ্ধতি) |
সিস্টেমটি ঠান্ডা-জংশন তাপমাত্রা পরিমাপ করে (টিঠান্ডা) একটি বিল্ট-আরটিডি (যেমন, Pt100) বা NTC সেন্সর ব্যবহার করে। সফ্টওয়্যারটি তখন সংশ্লিষ্ট ভোল্টেজ E(t) পাওয়ার জন্য একটি থার্মোকল রেফারেন্স টেবিলের সাথে পরামর্শ করতে ব্যবহৃত হয়ঠান্ডা) |
এই মান মাপা ভোল্টেজ E যোগ করা হয়পরিমাপক্ষতিপূরণ ভোল্টেজ প্রদান করতে: Eক্ষতিপূরণ = Eপরিমাপ + E(tঠান্ডা) পরিশেষে, গরম-জাংশন তাপমাত্রা রেফারেন্স টেবিলে একটি বিপরীত লুকআপ করার মাধ্যমে নির্ধারণ করা হয়। DCS, SCADA, ইন্টেলিজেন্ট ট্রান্সমিটার, ইন্ডাস্ট্রিয়াল পিসি সিস্টেম |
প্রবণতা সারাংশ: উচ্চ নির্ভুলতা এবং শক্তিশালী নমনীয়তার কারণে, সফ্টওয়্যার ক্ষতিপূরণ আধুনিক সিস্টেমের মূলধারার পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে।
III. মূল নকশা বিবেচনা এবং সতর্কতা
সেন্সর নির্বাচন: ঠান্ডা-জংশন তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য, উচ্চ-নির্ভুলতা, কম-ড্রিফ্ট সেন্সর-যেমন Pt100 প্ল্যাটিনাম রেজিস্ট্যান্স থার্মোমিটার বা ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সর (যেমন, DS18B20) নির্বাচন করুন।
থার্মাল কাপলিং ডিজাইন: কোল্ড-জাংশন তাপমাত্রা সেন্সর অবশ্যই থার্মোকলের টার্মিনাল ব্লকের সাথে *ঘনিষ্ঠ যোগাযোগে* থাকতে হবে যাতে তাপীয় ভারসাম্য নিশ্চিত করা যায় এবং পরিমাপের ব্যবধান রোধ করা যায়।
বিরোধী-হস্তক্ষেপ ব্যবস্থা:
ঢাল স্তর একটি *একক বিন্দু* এ গ্রাউন্ড করা নিশ্চিত করে, ঢালযুক্ত তারগুলি ব্যবহার করুন;
একটি ফ্রন্ট-এন্ড ইন্সট্রুমেন্টেশন অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করুন (যেমন, AD620) সিগন্যাল বাড়ানোর জন্য-শব্দের অনুপাত-মোডের হস্তক্ষেপ দমন করুন;
পাওয়ার সাপ্লাই ডিকপলিং: অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারের পাওয়ার সাপ্লাই পিনে একটি 0.1μF সিরামিক ক্যাপাসিটর এবং একটি 10μF ট্যান্টালাম ক্যাপাসিটর যোগ করুন।
ক্ষতিপূরণ পরিসীমা: বেশিরভাগ ক্ষতিপূরণ সার্কিট একটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে কার্যকর হওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে (সাধারণত 0–50 ডিগ্রি বা -10–70 ডিগ্রি); যদি অপারেটিং তাপমাত্রা এই সীমার বাইরে পড়ে তাহলে পুনঃক্রমিককরণ প্রয়োজন।
