Medición de las temperaturas de la batería y del motor de un vehículo eléctrico con termopares
En resumen
Los termopares de tipo K en las celdas del bloque de baterías se leen con amplificadores MicroTC: un conector para termopar con el amplificador y la compensación de unión fría integrados, 3,9 g, que proporciona una salida lineal de 5 mV/°C de −25 a 400 °C. Cada termopar tiene su propio MicroTC, situado en el bloque, de modo que la señal llega al registrador como una tensión de alto nivel. En el motor, los termopares colocados en las partes giratorias se amplifican en el rotor y se extraen mediante un anillo colector o por telemetría.
- 5 mV/°C
- salida lineal del MicroTC, de −25 a 400 °C
- 3.9 g
- MicroTC, conector y amplificador en uno
- ± 2 °C
- error de medición típico, ± 3 °C máx.
Cadena de medida
Un termopar entrega una tensión del orden del milivoltio, proporcional a la diferencia de temperatura entre su unión y la unión fría. En un ejemplo medido a 25 °C, unos 1 mV de señal de tipo K se encontraban inmersos en unos 30 mV de ruido. Amplificada en el sensor, la misma medición dio unos 125 mV para unos 25 mV de ruido.
El MicroTC amplifica en el conector del termopar. En él se enchufa un conector miniatura macho de tipo K estándar; proporciona la compensación de unión fría y entrega 5 mV/°C, lineal de −25 a 400 °C. El manual indica polinomios que extienden el rango de −200 a 970 °C. La alimentación y la señal se sueldan a tres bornes en su parte trasera, V, G y S, y la señal se mide preferiblemente respecto a un segundo hilo común que parte del amplificador.
Amplificador
| Modelo | MicroTC, un termopar de tipo K sobre un conector miniatura |
|---|---|
| Salida | 5 mV/°C, −0,77 a 4,92 V |
| Rango de medida lineal | −25 a 400 °C; −200 a 970 °C con polinomios de postprocesado |
| Error | ± 2 °C típico, ± 3 °C máx |
| Ancho de banda | 2,35 kHz, superior a petición |
| Alimentación | +7 a +16 V CC, 3,25 mA máx |
| Dimensiones y peso | 32,0 × 17,4 × 8,2 mm, 3,9 g; temperatura de funcionamiento −40 a 100 °C |
| Montaje | orificio pasante en el centro; pegado, atornillado o atado al conector correspondiente |
Procedimiento
- 01
Fijar los termopares
Termopares de tipo K sobre los elementos y las piezas que hay que vigilar, cuyos cables terminan en un conector miniatura.
- 02
Conectar un MicroTC por termopar
El amplificador recibe directamente el conector del termopar. Se coloca en el bloque, en el espacio disponible.
Amplificador para termopar MicroTC - 03
Alimentar los amplificadores
7 a 16 V CC en los bornes V y G. Una unidad de control de amplificadores Michigan Scientific puede alimentarlos, con su interruptor de excitación del puente activado.
- 04
Registrar
5 mV/°C por canal, respecto al cable común del amplificador. Un termopar abierto lleva la salida a la tensión de alimentación.
Motor y piezas giratorias
La temperatura del motor muestra dónde se pierde potencia en forma de calor. En las piezas giratorias, los termopares se amplifican en el rotor y la señal atraviesa un anillo colector como tensión de alto nivel: el AMP-TCN-X2 se monta en el rotor de un anillo colector de la serie SR, con uno a nueve canales con compensación de unión fría por módulo y una salida de 10 mV/°C.
Donde no se puede montar ningún anillo colector, un transmisor de telemetría digitaliza las señales de los termopares en el árbol. El collar desmontable TEL-SC se cierra alrededor de árboles de 23 mm y mayores, con canales para galgas extensométricas o termopares, y se alimenta por inducción desde una bobina fija.
Resultado
Temperaturas de la batería y del motor como tensiones de alto nivel con compensación de unión fría, 5 mV/°C lineales para cada MicroTC y 10 mV/°C para los amplificadores en el rotor. Los datos sirven para el desarrollo y la supervisión del sistema de gestión térmica.
Preguntas frecuentes
¿Qué rango de temperatura cubre el MicroTC en una batería de vehículo eléctrico?
5 mV/°C lineales de −25 a 400 °C. Con los polinomios del manual, de −200 a 970 °C.
¿Necesita un termopar en un bloque de batería un amplificador separado?
No. El MicroTC es un conector para termopar con amplificador y compensación de unión fría integrados, 3,9 g, alimentado con 7 a 16 V CC.
¿Cómo se mide la temperatura de las piezas giratorias del motor?
Los termopares se amplifican en el rotor, mediante un AMP-TCN-X2 en un anillo colector de la serie SR, y la señal atraviesa las pistas a 10 mV/°C. Donde no cabe ningún anillo colector, un collar desmontable TEL-SC transmite las señales por telemetría.
Aplicaciones similares
Todas las aplicaciones-
Eléctrico Temperatura en los vehículos eléctricos Temperaturas en las piezas giratorias de un motor eléctrico, transmitidas por un anillo colector con amplificadores en su rotor. -
Eléctrico Par en el tren motriz eléctrico Par en cada etapa de la cadena de tracción eléctrica, desde los árboles del reductor hasta la rueda, para localizar las pérdidas de potencia. -
Temperatura Temperatura en las piezas giratorias La temperatura de un rodamiento, de un compresor o de un disco de freno, leída mientras la pieza gira con carga.