Mesure des températures de la batterie et du moteur d’un véhicule électrique avec des thermocouples
En bref
Les thermocouples de type K sur les éléments du bloc batterie sont lus par des amplificateurs MicroTC : un connecteur pour thermocouple avec l’amplificateur et la compensation de soudure froide intégrés, 3,9 g, qui fournit une sortie linéaire de 5 mV/°C de −25 à 400 °C. Chaque thermocouple a son propre MicroTC, placé au niveau du bloc, de sorte que le signal parvient à l’enregistreur sous forme de tension de haut niveau. Sur le moteur, les thermocouples placés sur les parties tournantes sont amplifiés sur le rotor et sortis par un collecteur tournant ou par télémesure.
- 5 mV/°C
- sortie linéaire du MicroTC, de −25 à 400 °C
- 3.9 g
- MicroTC, connecteur et amplificateur réunis
- ± 2 °C
- erreur de mesure typique, ± 3 °C max
Chaîne de mesure
Un thermocouple délivre une tension de l’ordre du millivolt, proportionnelle à la différence de température entre sa soudure et la soudure froide. Dans un exemple mesuré à 25 °C, environ 1 mV de signal de type K se trouvait noyé dans environ 30 mV de bruit. Amplifiée au niveau du capteur, la même mesure donnait environ 125 mV pour environ 25 mV de bruit.
Le MicroTC amplifie au niveau du connecteur du thermocouple. Un connecteur miniature mâle de type K standard s’y branche ; il assure la compensation de soudure froide et délivre 5 mV/°C, linéaire de −25 à 400 °C. Le manuel donne des polynômes qui étendent la plage de −200 à 970 °C. L’alimentation et le signal sont soudés sur trois bornes à l’arrière, V, G et S, et le signal se mesure de préférence par rapport à un deuxième fil commun partant de l’amplificateur.
Amplificateur
| Modèle | MicroTC, un thermocouple de type K sur un connecteur miniature |
|---|---|
| Sortie | 5 mV/°C, −0,77 à 4,92 V |
| Étendue de mesure linéaire | −25 à 400 °C ; −200 à 970 °C avec polynômes de post-traitement |
| Erreur | ± 2 °C typique, ± 3 °C max |
| Bande passante | 2,35 kHz, supérieure sur demande |
| Alimentation | +7 à +16 V CC, 3,25 mA max |
| Dimensions et poids | 32,0 × 17,4 × 8,2 mm, 3,9 g ; température de fonctionnement −40 à 100 °C |
| Montage | trou traversant au centre ; collé, vissé ou attaché au connecteur correspondant |
Procédure
- 01
Fixer les thermocouples
Thermocouples de type K sur les éléments et les pièces à surveiller, leurs fils aboutissant sur un connecteur miniature.
- 02
Brancher un MicroTC par thermocouple
L’amplificateur reçoit directement le connecteur du thermocouple. Il est placé au niveau du bloc, dans l’espace disponible.
Amplificateur pour thermocouple MicroTC - 03
Alimenter les amplificateurs
7 à 16 V CC sur les bornes V et G. Un boîtier de commande d’amplificateurs Michigan Scientific peut les alimenter, avec son interrupteur d’alimentation du pont activé.
- 04
Enregistrer
5 mV/°C par voie, par rapport au fil commun de l’amplificateur. Un thermocouple ouvert amène la sortie à la tension d’alimentation.
Moteur et pièces tournantes
La température du moteur montre où la puissance est perdue en chaleur. Sur les pièces tournantes, les thermocouples sont amplifiés sur le rotor et le signal traverse un collecteur tournant sous forme de tension de haut niveau : l’AMP-TCN-X2 se monte sur le rotor d’un collecteur tournant de la série SR, avec une à neuf voies à compensation de soudure froide par module et une sortie de 10 mV/°C.
Là où aucun collecteur tournant ne peut être monté, un émetteur de télémesure numérise les signaux des thermocouples sur l’arbre. Le collier démontable TEL-SC se referme autour des arbres de 23 mm et plus, avec des voies pour jauges de déformation ou thermocouples, et est alimenté par induction depuis une bobine fixe.
Résultat
Températures de la batterie et du moteur sous forme de tensions de haut niveau avec compensation de soudure froide, 5 mV/°C linéaires pour chaque MicroTC et 10 mV/°C pour les amplificateurs sur le rotor. Les données servent au développement et à la surveillance du système de gestion thermique.
Questions fréquentes
Quelle étendue de mesure en température le MicroTC couvre-t-il sur une batterie de véhicule électrique ?
5 mV/°C linéaires de −25 à 400 °C. Avec les polynômes du manuel, de −200 à 970 °C.
Un thermocouple dans un bloc batterie nécessite-t-il un amplificateur séparé ?
Non. Le MicroTC est un connecteur pour thermocouple avec amplificateur et compensation de soudure froide intégrés, 3,9 g, alimenté en 7 à 16 V CC.
Comment mesure-t-on la température des pièces tournantes du moteur ?
Les thermocouples sont amplifiés sur le rotor, par un AMP-TCN-X2 sur un collecteur tournant de la série SR, et le signal traverse les pistes à 10 mV/°C. Là où aucun collecteur tournant ne peut être monté, un collier démontable TEL-SC transmet les signaux par télémesure.
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