Вопрос по терморегулированию нихромовой проволоки

Пропорциональна ли температура провода нагрева Iavg или Irms.

$I_{RMS}$это ток, который даст эквивалентный нагрев тому же постоянному току, так что это то, что вы хотите.

Но если температура прямо пропорциональна Irms...

Мощность прямо пропорциональна$I^2R$. У нихрома положительный температурный коэффициент (проверьте, так ли это), поэтому R не будет постоянным.

Стабильной температурой будет точка, при которой потребляемая электрическая мощность равна мощности, теряемой в проводе. Если последнее непостоянно, то и температура не будет постоянной.

В моем случае следует использовать регулировку среднего или среднеквадратичного значения тока ШИМ до заданного значения?

Я бы склонялся к регулировке сопротивления провода . Таким образом, вы контролируете температуру. Измеряйте ток и напряжение, рассчитывайте сопротивление и контролируйте его.

В этом случае температура связана только с током?

См. выше.

Длина не оказывает существенного влияния?

На разъемах будет дополнительное охлаждение. Чем короче ваш нагревательный провод, тем более важными они становятся.

Из комментариев:

Если бы я мог использовать дифференциальный усилитель и измерить среднее напряжение на нихроме, а также ток. Как бы вы сформулировали температуру?

Снимите эталонные показания после того, как питание было отключено на время, достаточное для достижения комнатной температуры. Назовите это 100%. После этого измерьте сопротивление, рассчитайте увеличение сопротивления в процентах и ​​используйте справочную таблицу или линейное приближение для расчета фактической температуры.

Я немного смущен. В некоторых комментариях под моим вопросом упоминается, что ток пропорционален нагреву провода. См. также эту ссылку: hotwirefoamcutterinfo.com/_NiChromeData.html В абзаце говорится: «Знайте, что ТОК, а не напряжение или мощность, нагревает ваш провод. Скорее, это фактическое прохождение тока через провод, который в конечном итоге определяет его температуру».

В статье немного не хватает правильного технического объяснения. Последняя строка сбивает с толку, потому что V и I связаны R. Они пытаются донести, что управление током означает, что вы получите тот же результат (для данного сечения провода), независимо от длины. Если бы вы управляли напряжением, вам нужно было бы отрегулировать напряжение в соответствии с длиной провода.

Этот комментарий — первое упоминание о резке пенопласта. Я подозревал, что это может быть ваше приложение, и поэтому я говорил о силе . Следует отметить несколько моментов:

• Температура, как уже упоминалось, стабилизируется в точке, где тепло в проволоке = потеря тепла.
• Это будет меняться в зависимости от того, находится ли проволока в воздухе или в режущей пене.
• Она будет меняться в зависимости от вашей скорости резки. Чем быстрее вы будете резать, тем больше тепла будет отведено от вашей проволоки, и если вы будете резать слишком быстро, проволока достаточно остынет, чтобы ее не разрезать, и вы ее сломаете.
• Часть проволоки снаружи пенопласта будет иметь более высокую температуру, чем та, где происходит резка, поскольку она не теряет тепло с той же скоростью.

Скорее, фактическое прохождение тока по проводу в конечном итоге определяет его температуру».

Опять же, ток задает мощность. Температура зависит от того, что происходит снаружи провода.

Я думаю, что вы не должны чрезмерно усложнять свой дизайн. Сделайте ваш контроллер питания регулируемым и добавьте какой-нибудь индикатор тока — может быть, просто ваш мультиметр — последовательно с проводом. Найдите текущее значение, которое подходит для вашей скорости резки пенопласта, и запишите его!

Здесь есть несколько различных параметров. Это температура провода, мощность в проводе на единицу длины, средний ток и среднеквадратический ток. Ни один из них не является одинаковым.

Мощность нагрева на единицу длины провода, если предположить, что провод постоянный, пропорциональна квадрату среднеквадратичного значения тока. Если вы управляете проводом с импульсами всегда одного и того же тока, то мощность на единицу длины пропорциональна рабочему циклу. Достаточно легко управлять проводом с определенной мощностью или током.

Однако получить температуру, полученную для той или иной мощности, не так просто. Во-первых, он варьируется в зависимости от условий, которым подвергается провод. В качестве наглядного примера рассмотрим провод, по которому течет постоянный ток в неподвижном воздухе и при сильном ветре. Последний будет круче, хотя ток тот же.

Если вы действительно хотите регулировать температуру, вы должны измерить ее и передать на контроллер. Одним из способов сделать это является использование температурного коэффициента сопротивления. Вы контролируете напряжение и ток, вычисляете сопротивление, а затем определяете температуру.

Это не позволяет вам изменить длину провода без какой-либо перекалибровки. Один из способов справиться с проводами разной длины — предположить, что провод имеет комнатную температуру при первом включении, измерить это сопротивление, а затем использовать относительное изменение этого сопротивления для определения температуры.

Если вы хотите отрегулировать провод при фиксированной температуре, которую не нужно регулировать программно, я бы предложил использовать конфигурацию моста, чтобы проверить, выше или ниже сопротивление, чем эталонное значение. Например, если мощность невелика, а сопротивление при желаемой температуре будет равно 1K, вы можете сделать что-то вроде:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Если TDR меньше 1K, то вход + COMP1 будет выше, чем вход -; если он больше 1K, то вход + будет ниже. На это поведение практически не будет влиять то, включен или выключен транзистор (выключение транзистора снизит общее энергопотребление на 90 %, но уменьшит рассеяние в TDR1 на 99 %).

Фактические номиналы резисторов не критичны, но компаратор будет сбалансирован, когда TDR1/R1 = R2/R3. Когда транзистор открыт, R1 будет рассеивать примерно 1/10 мощности TDR1. Когда он выключен, R4 будет рассеивать примерно 1/10 мощности, которую рассеивал бы TDR1 во включенном состоянии. Уменьшение R1 и R3 и увеличение R4 уменьшит мощность, рассеиваемую на R1 и R4, но сделает схему более чувствительной к любому смещению компаратора.