¿Cómo medir la temperatura de un alambre caliente del cortador de espuma de sirofeno?

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Me gustaría crear un dispositivo cortador de espuma de alambre caliente. El material del alambre es de nicrom, diámetro 0.9 mm, la resistencia es de aproximadamente 1.7 Ohm / metro. Para mejores resultados de corte, me gustaría controlar la temperatura electrónicamente. Este será un sistema CNC de 4 ejes donde la longitud del cable entre los puntos de montaje cambia mientras los ejes se mueven. La longitud prevista del cable es de 1,5 m. Se agrega otro cable adicional (sin calentamiento), que puede cambiar su longitud para asegurar la tensión del cable mientras se mueven los ejes. Por lo tanto, la longitud de la parte calentada del alambre no cambiaría, pero sería difícil medir la contracción causada por el calor.

La pregunta principal es esta: ¿cómo puedo medir la temperatura del cable? Primero pensé en un termistor, pero luego me di cuenta de que el cable caliente en sí mismo podría estar actuando como un termistor. Cuando la temperatura sube, entonces probablemente la resistencia también subirá. Sin embargo, no tengo idea de cómo crear un circuito que mida la corriente que fluye (puede ser 10A) y cómo calcular la temperatura a partir de eso. Otro problema es que el cable caliente se calentará con un transformador de 24 V 200 W, alimentación de CA no regulada. Mi idea para el control de potencia fue utilizar un puente de diodo, un fet de alta potencia para la conmutación (por ejemplo, IRF44N o similar) y una señal PWM para controlar la temperatura. Pero esto haría imposible la medición de la temperatura: la CA controlada por PWM no se puede utilizar junto con la otra idea.

La solución que tengo en mente es esta: utilice CC regulado y un simple convertidor A / D para medir la resistencia del cable en cada (por ejemplo) 1 segundo. El calentamiento se apagaría completamente durante la medición de resistencia. Esto tomaría sólo unos pocos ms. Utilice el controlador controlado PWM para calentar el cable en el tiempo restante. Funcionaría eso? ¿Cómo puedo separar el circuito de calefacción del circuito de medición? (Por ejemplo, para proteger el convertidor A / D de forma segura.)

La pregunta secundaria es esta: ¿alguno de ustedes tiene una idea acerca de cuánta potencia y voltaje necesito para calentar el cable? Pensé que 200W sería suficiente. Eso es alrededor de 8 amperios a 24V. Pero no tengo ninguna experiencia. Además, incluso si puedo medir la resistencia del cable, no tengo idea de cómo convertirlo en un valor de temperatura. (Sería bueno mostrar el valor de temperatura absoluto, pero no es importante; lo único que me importa es ajustar y mantener una temperatura constante que tenga los mejores resultados de corte). Tengo un transformador de 24V 210W para calefacción, pero la potencia puede no será suficiente.

O quizás tenga una solución más fácil en mente, no dude en compartirla.

Parte mecánica:

La calefacción pasa por las líneas verdes y el cable rojo. La tensión es proporcionada por el cable gris (que no se calienta).

    
pregunta nagylzs

3 respuestas

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Debido a que su suministro no está regulado, puede intentar algo como

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Usando una resistencia de detección de corriente (en este caso, 3 resistencias de potencia de 0,1 ohmios en paralelo), puede encontrar la corriente a través del cable. Luego, sabiendo el voltaje a través del cable, puede dividir el voltaje por la corriente para obtener la resistencia. Refiriéndose a una tabla de resistencia para su cable, debería poder derivar la resistencia y, por lo tanto, la temperatura. El voltaje de la corriente nominal será de aproximadamente 0.27 voltios, que es un nivel de voltaje bastante conveniente para medir, y un amplificador x10 con un amplificador operacional debería ser lo suficientemente simple si lo necesita.

Para la configuración que se muestra, se podrían usar 3 resistencias de 5 vatios, ya que la disipación nominal para cada resistencia es de aproximadamente 2 vatios. Disipar el calor de las resistencias ayudará a la precisión.

Si bien esta es una forma indirecta de medir la resistencia, podría decirse que es más simple que interrumpir el ciclo de calentamiento para realizar mediciones de resistencia más convencionales.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Control de CA de alta corriente

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Dado que su especificación requiere un cable de corte de longitud variable, parece que el control de corriente puede ser mejor. Una búsqueda rápida en la web muestra varios dispositivos.

Controlador actual de Nu Wave .

Nunca he oído hablar de esta compañía antes, pero algo como esta podría proporcionarle una solución lista para usar. Un breve vistazo a la hoja de datos indica que necesita un SSR por separado para cambiar la carga y un pequeño transformador para alimentar el módulo.

Tenga en cuenta que ya que \ $ P = I ^ 2R \ $ el potenciómetro dará un control lineal de la corriente pero un control exponencial de la potencia. (Confirme la corriente lineal con las hojas de datos de los fabricantes).

    
respondido por el Transistor
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Uno de los problemas con el corte por hilo caliente es que el cable se expande con la temperatura y se requiere un sistema de tensión. Usted podría usar esto para su ventaja y controlar la temperatura del cable controlando la longitud del cable. Esto a su vez podría permitir un control muy simple desde su transformador de CA a través de un "módulo de disparo de ángulo de fase". Estos son controladores de atenuación glorificados con una entrada de control de CC.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Su desafío con este enfoque es encontrar el transductor lineal y algunos medios de calibración. La configuración sería por prueba y error.

Para mi primer intento, utilicé una cuerda de guitarra, E, 1st, 0.010 ". Tenía una fuente de alimentación de 12 V, 5 A y ajusté un contacto a lo largo del cable hasta que obtuve el resultado requerido.

    
respondido por el Transistor

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