DAQ 디바이스에 열전쌍 신호 연결하기

이 섹션에 포함된 내용

시작하기 전의 주의사항

본 문서에서는 열전쌍과 함께 사용하기 위해 NI DAQ 디바이스를 설정하고 연결하는 방법을 단계별로 설명합니다. DAQ 하드웨어 사용을 시작하기 전에 반드시 어플리케이션 개발 환경과 NI-DAQmx 드라이버 소프트웨어를 설치해야 합니다. 더 자세한 정보는 LabVIEW 및 NI-DAQmx 설치하기 문서를 참조하십시오.

열전쌍 측정의 기본 사항

열전쌍은 가장 일반적으로 사용되는 온도 센서입니다. 2개의 다른 금속이 접촉하여, 작은 열린 회로 전압이 온도 함수로 생길 때마다 열전쌍이 생성됩니다. 이러한 열전기 전압은 제베크(Seebeck) 전압으로 알려져 있으며 온도에 따라 비선형입니다.

열전쌍 유형

열전쌍은 구성과 정확도의 범위가 다릅니다.

열전쌍 타입

양극(+) 도체

음극(-) 도체

다항식 계수 또는 테이블 변환의 온도 범위(°C)

역 다항식 계수의 온도 범위(°C)

J

콘스탄탄(Constantan)

-210 ~ 1200

-210 ~ 1200

K

크로멜(Chromel)

알루멜(Alumel)

-270 ~ 1372

-200 ~ 1372

N

Nicrosil

Nisil

-270 ~ 1300

-200 ~ 1300

R

백금-13% 로듐

백금

-50 ~ 1768

-50 ~ 1768

S

백금-10% 로듐

백금

-50 ~ 1768

-50 ~ 1768

T

구리

콘스탄탄(Constantan)

-270 ~ 400

-200 ~ 400

B

백금

로듐

0 ~ 1820

250 ~ 1820

E

크로멜(Chromel)

콘스탄탄(Constantan)

-270 ~ 1000

-200 ~ 1000

테이블 1. 열전쌍 유형

냉접점 보상

열전쌍은 원하지 않는 와류 열전쌍을 보완하기 위해 온도 참조가 필요합니다. 와류 열전쌍는 열전쌍를 측정 하드웨어에 연결할 때 생성됩니다. 하드웨어의 터미널이 열전쌍 와이어와 다른 물질로 만들어지기 때문에 만나는 지점에서 냉 접점이라고 불리는 전압이 발생하며, 이에 따라 실제 열전쌍의 전압 출력이 변경됩니다. 참조 접점의 온도를 써미스터나 IC 센서와 같이 직접 읽을 수 있는 온도 센서로 측정한 후 와류 열전쌍 열전기 값을 빼면 됩니다. 이 과정을 냉접점 보상(CJC)이라고 부릅니다. 소프트웨어에서 열전쌍 측정을 설정할 때 CJC 소스 또는 상수값 (일반적으로 25°C)을 반드시 지정해야 합니다.

DAQ 디바이스 핀출력 확인하기

신호를 연결하기 전에 디바이스 핀출력을 찾습니다.

  1. Measurement & Automation Explorer (MAX)를 열고 디바이스와 인터페이스를 확장합니다.
  2. 디바이스 이름에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 후 디바이스 핀출력을 선택합니다.

그림 1. 디바이스 터미널 도움말

다음의 터미널 유형은 열전쌍 측정에 해당됩니다.

  1. TC x (+/-) ― 대부분의 NI 열전쌍 하드웨어는 각 차동 측정 채널에 대해 TC+ 및 TC- 터미널을 나타냅니다.
  2. AI X (+/-) ― 일부 디바이스는 대신 AIx+ 와 AIx- 로 나타낼 수 있으며 여기에서 x는 채널 번호를 나타냅니다.
  3. COM ― 모든 DI 채널에 대한 공통 접지 터미널은 디바이스에 따라 접지에서 절연되어 있을 수 있습니다.

열전쌍 측정 설정하기

NI MAX를 사용하여 측정 시스템 셋업의 정확도를 신속하게 검증할 수 있습니다. NI-DAQmx 글로벌 버추얼 채널을 사용하여 프로그래밍 없이 열전쌍 측정을 설정할 수 있습니다. 버추얼 채널은 이름, 물리적 채널, 터미널 연결, 측정 또는 생성의 타입, 스케일 정보 등을 포함하는 디바이스 속성 설정의 모음을 표현할 때 사용되는 NI-DAQmx 드라이버 아키텍처의 개념입니다.

다음 단계를 따라 시작하십시오.

  1. MAX가 열린 상태에서, 채널 및 태스크 관리에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 후 새로 생성을 선택합니다.
  2. NI-DAQmx 글로벌 버추얼 채널을 선택하고 다음을 클릭합니다.
  3. 신호 수집≫아날로그 입력≫온도≫열전쌍을 선택하십시오.

그림 2. NI-DAQmx 버추얼 채널 생성하기

  1. ai0 또는 열전쌍에 연결하고자 하는 물리적 채널을 선택합니다. 물리적 채널은 아날로그나 디지털 신호를 측정하거나 생성할 수 있는 터미널 또는 핀입니다. 단일 물리 채널은 차동 열전쌍 입력 채널에서 볼 수 있듯이 여러 개의 터미널 또는 핀을 가질 수 있습니다. 이 경우 ai0은 NI-9211 핀출력 다이어그램에서 TC0+와 TC0-에 해당됩니다.

그림 3. 디바이스의 물리적 채널

  1. 다음을 클릭하고 글로벌 버추얼 채널의 이름을 입력하거나 기본값을 그대로 둡니다.
  2. 종료를 클릭하면 MAX에서 다음의 화면을 볼 수 있게 됩니다.

그림 4. MAX에서 열전쌍 채널 셋업하기

  1. 설정 탭에서 열전쌍에서 읽을 것으로 기대하는 최소 온도 값과 최대 온도 값을 (기본값: 0°C ~ 100℃) 입력합니다.
  2. 열전쌍 유형과 CJC 소스CJC 값을 선택합니다.

열전쌍을 디바이스에 연결하기

다음 단계는 열전쌍을 DAQ 디바이스에 물리적으로 연결하는 것입니다.

  1. MAX에서 연결 다이어그램 탭을 클릭하여 계속합니다.

그림 5. 열전쌍 연결 다이어그램

각 열전쌍 와이어에는 양극 도선과 음극 도선이 있습니다. 연결 다이어그램은 사용자가 선택한 물리 채널에 따라 DAQ 디바이스의 어떤 핀이 와이어링되어야 하는지 설명합니다. 열전쌍의 양극 도선을 TC+ 터미널에 연결하고 음극 도선을 TC- 터미널에 연결합니다. 어느 열전쌍 도선이 양극인지 음극인지 확실하지 않은 경우, 열전쌍 관련 문서나 열전쌍 와이어 스풀을 확인하십시오.

쉴드된 열전쌍을 사용하는 경우, 디바이스의 COM을 쉴드에 연결하고 이 쉴드를 열전쌍의 공통 모드 전압 참조에 연결하십시오. 공통 모드 전압 참조는 열전쌍의 공통 모드 전압 ±1.2 V 이내에 있는 전압입니다. 플로팅 열전쌍이나 ±1.2 V의 접지 이내에 있는 열전쌍를 사용하는 경우, COM과 쉴드를 접지에 연결하십시오. 어플리케이션에 따라 쉴드 접지 방법이 달라질 수 있습니다. 일반적인 쉴드 설정에 대해서는 그림 6을 참조하십시오.

그림 6. 쉴드된 열전쌍에 연결하기

신호 테스트하기

NI-DAQmx 글로벌 버추얼 채널을 사용하면 측정을 미리 확인할 수 있습니다.

  1. MAX가 열린 상태에서, NI-DAQmx 글로벌 채널 탭을 클릭하고 실행 버튼을 클릭합니다. 화면의 상단에서 디스플레이된 열전쌍의 온도 값을 확인할 수 있습니다.

그림 7. MAX에서 열전쌍 측정 미리 보기

신호를 표로 확인하거나 디스플레이 타입 드롭다운에서 그래프를 선택하여 그래프로 확인할 수도 있습니다. 또한 미래에 설정 화면을 참조하고자 하는 경우 NI-DAQmx 글로벌 버추얼 채널을 저장하는 옵션도 있습니다.

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