Termopar je temperaturni senzor s mnogo primjena koji se koristi za kontaktno mjerenje temperature. To je jedan od sastavnih elemenata sonda za temperaturu termoelementa, mjerni uređaj čiji su glavni elementi senzor i uređaj za očitavanje podataka. Obično imaju ekran od tekućih kristala. Često se naziva termostat, Termopar je jedan od najčešće korištenih senzora. Uz infracrveni senzor i termistor, čiji otpor ovisi o temperaturi. Prednosti termoelementa su njegovu robusnost, njegovu pristupačnu cijenu, njegovu brzinu reakcije. Ali također i sposobnost mjerenja u širokim temperaturnim rasponima.
Kako radi senzor termoelementa?
Kako radi termoelement temelji se na fenomenu koji se naziva Seebeckov termoelektrični efekt. Ovaj fenomen se očituje pojava električnog napona unutar otvorenog kruga. Često se sastoji od dva vodljiva materijala različite prirode tijekom temperaturnih promjena. Pretvorba napona u temperaturu vrši se pomoću Seebeckovog koeficijenta ovisno o vrsti termoelementa. Mjere opreza koje treba poduzeti za optimalan rad termoparova su izbor odgovarajućeg tipa prema primjeni i vrsti spoja. Također je važno uzeti u obzir elektromagnetske smetnje.
Mjerenje temperature pomoću termopara
Senzor termoelementa sadrži dvije žice od različitih vodljivih metala međusobno povezani spojem koji se naziva vruća točka. Hladna točka, povezana s uređajem je drugi kraj. Kada je vruća točka izložena toplini ili hladnoći, modificira se gustoća elektrona svake metalne žice. Električna struja koja prolazi kroz senzor pojavljuje se zahvaljujući temperaturnoj razlici koja postoji između vruće i hladne točke. Za izmjerite temperaturu termoelementom točnije, morate ili održavati hladnoću na 0°C. Ili postavite ono što se zove kompenzacija hladnog spoja.
Termopar dolazi u različitim vrstama
Postoji nekoliko vrsta termoparova koji se nude različita područja mjerenja temperature i prilagođavanje nekoliko vrsta aplikacija. Izbor od tip sonde termoelementa prikladno ovisi o okruženju i proračunu dodijeljenom kupnji. THE Uglavnom se koristi 8 vrsta senzora termoparova pokriveni su europskim standardom IEC 60584.1. Neke vrste sadrže osnovne metale i stoga su jeftine. Tipovi B, R i S izrađeni su od plemenitih metala poput platine, što čini njihovu cijenu višom.
Što utječe na vrijeme odziva termopara?
The vrijeme odziva termopara razlikuje se prema njihovom dizajnu, a ne prema vrsti. Karakteristike koje utječu na brzinu reakcije ovih senzora su višestruke. Tamo je zaštitu sonde, način spajanja ili čak spojni kabel. Što je neposredniji kontakt s okolinom čiju temperaturu želimo mjeriti, to je brži odziv mjernih sondi. Termopar bez metalnog kućišta ili zaštitnog omotača stoga daje brz odziv. Gole žice mogu biti podložne koroziji ovisno o njihovom materijalu i okolini, stoga se svaka karakteristika mora pažljivo odabrati.
Tablice pretvorbe
Stol ili tablica pretvorbe termoparova je alat za pretvoriti elektromotornu silu (emf) u temperaturu u stupnjevima Celzijusa ili Fahrenheita. Također omogućuje kalibraciju toplinske sonde usporedbom dobivenog napona s očekivanom temperaturom. Čitati tablice pretvorbe termoparova, morate znati koji se tip termopara koristi, a svaki tip ima svoj Seebeckov koeficijent. Da bismo pročitali tablicu, povezujemo zabilježenu razliku potencijala s temperaturom u stupnjevima Celzijusa ili Fahrenheita.
Krivulje termopara
Alternativa prikazu omjera napon/temperatura u obliku tablice je grafikon. Temperatura je na apscisi, a napon na ordinati. Veza između to dvoje nije linearna, ona tvori krivulju. Svaki tip termoelementa ima različitu krivulju što omogućuje vizualnu procjenu varijacija između ta dva podatka. Krivulje termopara, poput tablica, temelje se na napon izmjeren na senzoru kada je hladna točka na 0°C. Stoga je potrebno održavati ovaj zavar u kupki s miješanom ledenom vodom ili izvršiti kompenzaciju. Ova tehnika uključuje ostavljanje hladnog mjesta na sobnoj temperaturi. Zatim mjerimo tu temperaturu i pretvaramo je u napon kako bismo konačnom izračunu dodali korektivni koeficijent.
Rasponi mjerenja
Ako je termopar najčešća vrsta senzora u industriji, to je uglavnom zato što omogućuje mjerenje širokog raspona temperatura. Ovisno o vrsti, može mjeriti temperature od -200°C do 1800°C. Termoparovi koji mogu mjeriti vrlo niske temperature su tipovi K, J, T i N. Za visoke temperature koriste se tipovi N, S, R i B. Da biste odabrali termopar prikladan za određenu primjenu, temperaturni raspon koji se mjeri i mjerni raspon tipa termopara moraju se podudarati.
Kalibracija termoelementa
Ono što zovemo kalibracija termoelementa ili kalibracija je postupak koji se sastoji od provjerite odgovara li napon na voltmetru toplinske sonde točnoj temperaturi u tablici pretvorbe. U tu svrhu mjerna točka mora biti na pouzdano poznatoj temperaturi. Provedeni testovi omogućuju provjeru točnosti sonde na različitim točkama njezina mjernog područja. Ako rezultati pokazuju neusklađenost između napona i odgovarajuće temperature u tablici pretvorbe, potrebno je dodati korektivni koeficijent pri korištenju senzora. Netočne vrijednosti mogu značiti oštećenje elementa sonde, kao što je sam senzor, konektor ili snimač.
Kako provesti testove na termoelementu?
Ispitivanje je jedan od bitnih koraka kalibracije. Preporučeno je ispitati termoelement kada sonda doživi promjenu dodjele, redovito ovisno o intenzitetu njezine uporabe ili u slučaju sumnje na pogrešku. Slijede postupci koji se općenito primjenjuju za ispitivanje termoelementa ASTM (Američko društvo za ispitivanje i materijale) preporuke za kalibriranje termoparova. Moguće su dvije opcije, kalibracija usporedbom ili fiksna točka. Za usporedbu, provodimo mjerenje temperature sa sondom koja se ispituje kao i sa referentnim senzorom, za koji znamo da je pouzdan. U fiksnim točkama, senzor je izložen temperaturi trojne točke vode.
Razmjena sa jedan od naših savjetnika odabrati opremu koja najbolje odgovara vašem projektu. Nudimo širok izbor temperaturne sonde kao i uslugu dizajna po narudžbi.
Idite dalje na termoparove
Da bismo išli dalje na temu termoparova, također preporučujemo ove članke:
- Kategorija sonde termopara
- Koje su različite vrste termoparova
- Kalibriranje termoelementa
- Kako se temperatura mjeri termoparom?
- Vremena odziva termopara prema vrsti
- Krivulje termoparova prema vrsti
- Kako testirati termoelement?
- Mjerno područje termopara
- Tablica pretvorbe termoparova
- Kako radi termoelement?
