Senzor de temperatură a termocuplului

Cum să alegi un termocuplu?

Termocuplurile sunt senzori de temperatură foarte populari. Sunt ieftine, interschimbabile, robuste și pot măsura o gamă largă de temperaturi. 

Sondele de măsurare cu termocuplu constau în esență din două metale/aliaje diferite. La unire, acestea vor genera un semnal slab dacă există o diferență de temperatură între joncțiunea fierbinte (joncțiunea de măsurare) și joncțiunea rece sau joncțiunea de referință. 

Semnalul depinde doar de diferența de temperatură. Și, ca atare, o sondă de termocuplu nu poate fi testată corespunzător dacă ambele joncțiuni sunt la aceeași temperatură. 

Deși aproape orice tip de metal poate fi folosit pentru a realiza un senzor de temperatură, sunt utilizate o serie de tipuri standard, deoarece au tensiuni de ieșire previzibile și gradienți mari de temperatură.

Este esențial ca cablajul (joncțiunea rece) la contor să fie din material de compensare sau extindere de aceeași valoare ca și termocuplul. Utilizarea firelor de cupru sau a altor materiale va cauza pierderea EMC și, prin urmare, o eroare. 

Legea intermediară a metalelor prevede că un al treilea metal, introdus între cele două metale diferite ale unei joncțiuni termocuple, nu va avea niciun efect, cu condiția ca cele două joncțiuni să fie la aceeași temperatură. 

Această lege este importantă și în construcția de joncțiuni. Este acceptabil să se facă o joncțiune prin lipirea celor două metale, deoarece lipirea nu va afecta citirea temperaturii. În practică, joncțiunile termocuplurilor sunt realizate prin lipirea celor două metale. Acest lucru asigură că performanța de măsurare a temperaturii nu este limitată de punctul de topire al lipitului.

Citeste mai mult
filtre
din 8 de produse

Ce este un termocuplu?

Senzorii sunt disponibili ca termocupluri „goale”, care sunt ieftine și oferă un răspuns rapid. Sunt integrate în sonde de temperatură sau tuburi metalice cu izolare minerală. 

Sunt disponibile o mare varietate de senzori, potriviți pentru diferite aplicații de măsurare (industrială, științifică, temperatură alimentară, cercetare medicală etc.). Atunci când alegeți un termocuplu, trebuie luate în considerare tipul de senzor, izolația și construcția sondei de temperatură. Toate acestea vor avea un efect asupra intervalului de temperatură măsurabil, acurateței măsurării și fiabilității citirii temperaturii.

Curba termocuplului


Termocuplu tip K (Chromel / Alumel)

Tipul K este termocuplul „de uz general”. Este ieftin și, datorită popularității sale, este disponibil într-o mare varietate de sonde. 

Termocuplurile sunt disponibile cu un interval de temperatură de la -200 la +1200 grade Celsius. 

Sensibilitatea este în jur de 41uV / ° C. 

Folosiți tipul K, cu excepția cazului în care aveți un motiv întemeiat să nu o faceți.

Material + Crom / / Alumel

Culoare + Galben / - Roșu

Termocuplu tip J (fier / Constantan)

Domeniul limitat de măsurare (de la -40 la +750°C) face ca acest tip de sondă să fie mai puțin popular decât tipul K. 

Aplicația principală pentru această sondă de temperatură este cu echipamente mai vechi care nu pot accepta termocupluri „moderne”. Tipurile J nu trebuie folosite la temperaturi peste 760°C, deoarece o transformare magnetică bruscă va cauza decalibrare permanentă.

Material + Fier / - Constantan

Culoare Alb / Roșu

Termocuplu tip N (Nicrosil / Nisil)

Stabilitatea ridicată și rezistența la oxidare fac tipul N potrivit pentru măsurători de temperaturi înalte fără costul tipurilor de platină (B, R, S). Conceput pentru a fi o sondă de măsurare a termocuplului „K” îmbunătățită, devine din ce în ce mai populară.

Material + Nicrosil /

Culoarea Nilului + Portocaliu / - Roșu

Tipurile B, R și S sunt toate termocupluri din metal „nobil” și au caracteristici similare. 

Aceste instrumente de măsurare sunt cele mai stabile dintre toate termocuplurile. Dar, datorită sensibilității lor scăzute (în jur de 10uV/0C), acestea sunt de obicei folosite doar pentru măsurători de temperatură ridicată (>600°C). Acești senzori de temperatură din metal nobil necesită toți învelișuri de protecție ceramice de înaltă puritate pentru utilizare în aplicații industriale.

Termocuplu tip B (platină / rodiu)

Potrivit pentru măsurători de temperatură ridicată până la 1800 ° C.

Termocuplu tip R (platină/rodiu)

Acest senzor de temperatură cu termocuplu este potrivit pentru măsurători de temperatură ridicată de până la 1600 ° C. Cu toate acestea, are o sensibilitate scăzută (10uV/°C) și un cost ridicat.

Termocuplu tip S (platină / rodiu)

Această sondă de temperatură este potrivită pentru măsurători de temperatură înaltă până la 1600 ° C. Datorită stabilității sale ridicate, tipul S este folosit ca standard pentru punctul de topire al aurului (1064,43 ° C).

Instrucțiuni de utilizare

Precauții și considerații pentru utilizarea termocuplurilor

Cele mai multe probleme și erori de măsurare a temperaturii se datorează lipsei de înțelegere a modului în care funcționează termocuplurile. 

Acești indicatori de temperatură pot suferi de îmbătrânire, iar precizia poate varia în consecință, mai ales după expunerea prelungită la temperaturi la extremele intervalului lor de funcționare util. Iată câteva dintre cele mai frecvente probleme de luat în considerare.

Probleme la conectarea dispozitivelor de măsurare a termocuplurilor

Multe erori de măsurare sunt cauzate de joncțiuni neintenționate. Orice îmbinare a două metale diferite va avea ca rezultat o îmbinare. Dacă trebuie să măriți lungimea cablului dispozitivului dvs. de măsurare, trebuie să utilizați tipul de cablu prelungitor (de exemplu, Tip K pentru termocupluri de tip K). 

Utilizarea unui alt tip de fir va prezenta o joncțiune a senzorului de termocuplu. Conectorii utilizați trebuie să fie fabricați din materialul corect și trebuie respectată polaritatea corectă. Orice scurtcircuitare a firelor din capul terminalului sau conectorul va crea o altă joncțiune, iar instrumentul va citi temperatura respectivă și nu temperatura joncțiunii fierbinți.

Rezistența la plumb

Pentru a îmbunătăți timpul de răspuns, termocuplurile sunt realizate din sârmă subțire (în cazul tipurilor de platină, costul este de asemenea luat în considerare). Acest lucru poate duce la o rezistență ridicată a sistemului de măsurare care îl poate face susceptibil la zgomot și poate provoca, de asemenea, erori din cauza impedanței de intrare a instrumentului de măsurare. 

Un senzor de temperatură de joncțiune expus tipic cu un fir de 32 AWG (0,25 mm diametru) va avea o rezistență de aproximativ 15 ohmi/metru. Dacă sunt necesare termocupluri cu fire subțiri sau cabluri lungi, merită să păstrați firele scurte și apoi să folosiți un fir prelungitor (care este mult mai gros, deci rezistență mai mică) pentru a trece între termocuplu și instrumentul de măsură.

Interferență

Ieșirea unui termocuplu este un semnal slab, deci este predispus la interferențe electrice. Dacă senzorul dumneavoastră se află într-un mediu zgomotos (de exemplu, lângă un motor electric), se recomandă utilizarea unui cablu prelungitor ecranat. Dacă senzorul de zgomot este suspectat, opriți toate echipamentele suspecte și verificați dacă citirea se modifică.

Nu există o funcție de întreținere posibilă pe un termocuplu, dar sunt recomandate verificări de calibrare programate.

  • Termocuplurile se deplasează la calibrare, dar rata de derive depinde de timp și temperatură.
  • Într-o sursă de temperatură cunoscută, verificați ieșirea termocuplului cu grade C de termocuplu din diagramă.
  • Termocuplurile sau cablurile lor se pot scurtcircuita sau deschide, provocând semnale de eroare. O altă condiție de defecțiune pentru înregistratoarele de date sau transmițătoarele este rezistența scăzută de izolație între conductori și masă, ceea ce face ca bucla termocuplului să se îmbunătățească.

Dacă termocuplul prezintă oricare dintre cele 3 condiții de defecțiune, va trebui înlocuit.

Mai multe informații despre termocupluri mai jos!

Interval de temperatură Tabel de conversie (T ° / mV)