Термопара характеристики: Термопары. Типы, характеристики, конструкции, производство. Статья

Содержание

ГОСТ Р 8.585-2001 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования, ГОСТ Р от 21 ноября 2001 года №8.585-2001

ГОСТ Р 8.585-2001

Группа Т86.6

Государственная система обеспечения единства измерений

ТЕРМОПАРЫ

Номинальные статические характеристики преобразования

State system for ensuring the uniformity of measurements. Thermocouples. Nominal static characteristics of conversion

ОКС 17.020
ОКСТУ 0008

Дата введения 2002-07-01

1 РАЗРАБОТАН Государственным унитарным предприятием «ВНИИМ им.Д.И.Менделеева», Подкомитетом ПК 6 «Эталоны и поверочные схемы в области температурных, теплофизических и дилатометрических измерений» Технического комитета по стандартизации ТК 206 «Эталоны и поверочные схемы»

ВНЕСЕН Управлением метрологии Госстандарта России

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 21 ноября 2001 г.

N 474-ст

3 ВЗАМЕН ГОСТ Р 50431-92, МИ 2559-99

4 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2010 г.) с Поправкой* (ИУС 5-2003)
________________
* Текст поправки см. ярлык «Примечания».

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает номинальные статические характеристики (НСХ) преобразования термопар.

Стандарт гармонизирован с Международной температурной шкалой 1990 года (МТШ-90)* по [1]-[4].
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Настоящий стандарт применяют при разработке нормативных и технических документов, распространяющихся на термопары.

2 Определения, обозначения и сокращения

2.1 В настоящем стандарте применяются следующие термины с соответствующими определениями:

термопара: Два проводника из разнородных материалов, соединенных на одном конце и образующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерений температуры;

НСХ термопары: Номинально приписываемая термопаре данного типа зависимость ТЭДС от температуры рабочего конца и при постоянно заданной температуре свободных концов, выраженная в милливольтах;

диапазон преобразований температур термопары: Интервал температур термопары, в котором выполняется преобразование температур в ТЭДС;

допускаемое отклонение от НСХ: Максимально возможное отклонение ТЭДС термопары от номинального значения, удовлетворяющее техническим требованиям на термопару.

2.1* В настоящем стандарте применяются следующие обозначения и сокращения:
________________
* Нумерация соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.


	Обозначение типа термопары по [4]		Обозначение промышленного термопреобразователя
	R		ТПП (Платина — 13% родий/платина)
	S		ТПП (Платина — 10% родий/платина)
	В		ТПР (Платина — 30% родий/платина — 6% родий)
	J		ТЖК [Железо/медь — никель (железо/константан)]
	Т		ТМК [Медь/медь — никель (медь/константан)]
	Е		ТХКн [Никель — хром/медь — никель (хромель/константан)]
	K		ТХА [Никель — хром/никель — алюминий (хромель/алюмель)]
	N		ТНН [Никель — хром — кремний/никель — кремний (нихросил/нисил)]
	А(А-1, А-2, А-3)		ТВР (Вольфрам — рений/вольфрам — рений)
	L		ТХК (Хромель/копель)
	М		ТМК (Медь/копель)
	НСХ — номинальные статические характеристики;
	ТЭДС — термоэлектродвижущая сила.

3 Общие положения

3.1 В настоящем стандарте НСХ преобразования термопар типов R, S, В, J, Т, Е, K, N, указанных в [1], и термопар типов A, L, М, применяемых в России, представлены значениями ТЭДС в зависимости от температур их рабочих концов при температуре свободных концов 0°С.

3.2 Значения ТЭДС термопар в зависимости от температур их рабочих концов при температуре свободных концов 0°С, рассчитаны по полиномам, аппроксимирующим эти зависимости.

3.3 Полиномы, аппроксимирующие НСХ преобразования типов термопар, и полиномы, аппроксимирующие обратную зависимость НСХ преобразования типов термопар (разности температур концов термопар от их ТЭДС для указанных в 3.1 типов термопар и соответствующих температурных диапазонов), приведены в приложении А.

3.4 Погрешность расчета значений ТЭДС по приведенным полиномам не превышает одной единицы в последней значащей цифре приведенных в таблицах настоящего стандарта значений ТЭДС.

3.5 Химический состав термоэлектродного материала термопар, ТЭДС которых приведена в таблицах настоящего стандарта, приведен в приложении Б.

3.6 Пределы допускаемых отклонений ТЭДС термопар от номинальных значений статических характеристик в температурном эквиваленте приведены в приложении В.

4 Значения ТЭДС термопар типов R, S, В, J, Т, Е, K, N, А, L, М

4.1 Значения ТЭДС термопар типов R, S, В, J, Т, Е, K, N, А-1, А-2, А-3, L, М в зависимости от температур их рабочих концов при температуре свободных концов 0°С приведены в таблицах 1-13.

Таблица 1- Значения ТЭДС для термопары типа R (платина — 13% родий/платина)


ТЭДС в мВ при температуре свободного конца 0°С
Температура рабочего конца, °С	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
-50	-0,226

-40	-0,188	-0,192	-0,196	-0,200	-0,204	-0,208	-0,211	-0,215	-0,219	-0,223	-0,226
-30	-0,145	-0,150	-0,154	-0,158	-0,163	-0,167	-0,171	-0,175	-0,180	-0,184	-0,188
-20	-0,100	-0,105	-0,109	-0,114	-0,119	-0,123	-0,128	-0,132	-0,137	-0,141	-0,145
-10	-0,051	-0,056	-0,061	-0,066	-0,071	-0,076	-0,081	-0,086	-0,091	-0,095	-0,100
0	0,000	-0,005	-0,011	-0,016	-0,021	-0,026	-0,031	-0,036	-0,041	-0,046	-0,051

0	0,000	0,005	0,011	0,016	0,021	0,027	0,032	0,038	0,043	0,049	0,054
10	0,054	0,060	0,065	0,071	0,077	0,082	0,088	0,094	0,100	0,105	0,111
20	0,111	0,117	0,123	0,129	0,135	0,141	0,147	0,153	0,159	0,165	0,171
30	0,171	0,177	0,183	0,189	0,195	0,201	0,207	0,214	0,220	0,226	0,232
40	0,232	0,239	0,245	0,251	0,258	0,264	0,271	0,277	0,284	0,290	0,296

50	0,296	0,303	0,310	0,316	0,323	0,329	0,336	0,343	0,349	0,356	0,363
60	0,363	0,369	0,376	0,383	0,390	0,397	0,403	0,410	0,417	0,424	0,431
70	0,431	0,438	0,445	0,452	0,459	0,466	0,473	0,480	0,487	0,494	0,501
80	0,501	0,508	0,516	0,523	0,530	0,537	0,544	0,552	0,559	0,566	0,573
90	0,573	0,581	0,588	0,595	0,603	0,610	0,618	0,625	0,632	0,640	0,647

100	0,647	0,655	0,662	0,670	0,677	0,685	0,693	0,700	0,708	0,715	0,723
110	0,723	0,731	0,738	0,746	0,754	0,761	0,769	0,777	0,785	0,792	0,800
120	0,800	0,808	0,816	0,824	0,832	0,839	0,847	0,855	0,863	0,871	0,879
130	0,879	0,887	0,895	0,903	0,911	0,919	0,927	0,935	0,943	0,951	0,959
140	0,959	0,967	0,976	0,984	0,992	1,000	1,008	1,016	1,025	1,033	1,041

150	1,041	1,049	1,058	1,066	1,074	1,082	1,091	1,099	1,107	1,116	1,124
160	1,124	1,132	1,141	1,149	1,158	1,166	1,175	1,183	1,191	1,200	1,208
170	1,208	1,217	1,225	1,234	1,242	1,251	1,260	1,268	1,277	1,285	1,294
180	1,294	1,303	1,311	1,320	1,329	1,337	1,346	1,355	1,363	1,372	1,381
190	1,381	1,389	1,398	1,407	1,416	1,424	1,433	1,442	1,451	1,460	1,469

200	1,469	1,477	1,486	1,495	1,504	1,513	1,522	1,531	1,540	1,549	1,558
210	1,558	1,567	1,575	1,584	1,593	1,602	1,611	1,620	1,629	1,639	1,648
220	1,648	1,657	1,666	1,675	1,684	1,693	1,702	1,711	1,720	1,729	1,739
230	1,739	1,748	1,757	1,766	1,775	1,784	1,794	1,803	1,812	1,821	1,831
240	1,831	1,840	1,849	1,858	1,868	1,877	1,886	1,895	1,905	1,914	1,923

250	1,923	1,933	1,942	1,951	1,961	1,970	1,980	1,989	1,998	2,008	2,017
260	2,017	2,027	2,036	2,046	2,055	2,064	2,074	2,083	2,093	2,102	2,112
270	2,112	2,121	2,131	2,140	2,150	2,159	2,169	2,179	2,188	2,198	2,207
280	2,207	2,217	2,226	2,236	2,246	2,255	2,265	2,275	2,284	2,294	2,304
290	2,304	2,313	2,323	2,333	2,342	2,352	2,362	2,371	2,381	2,391	2,401

300	2,401	2,410	2,420	2,430	2,440	2,449	2,459	2,469	2,479	2,488	2,498
310	2,498	2,508	2,518	2,528	2,538	2,547	2,557	2,567	2,577	2,587	2,597
320	2,597	2,607	2,617	2,626	2,636	2,646	2,656	2,666	2,676	2,686	2,696
330	2,696	2,706	2,716	2,726	2,736	2,746	2,756	2,766	2,776	2,786	2,796
340	2,796	2,806	2,816	2,826	2,836	2,846	2,856	2,866	2,876	2,886	2,896

350	2,896	2,906	2,916	2,926	2,937	2,947	2,957	2,967	2,977	2,987	2,997
360	2,997	3,007	3,018	3,028	3,038	3,048	3,058	3,068	3,079	3,089	3,099
370	3,099	3,109	3,119	3,130	3,140	3,150	3,160	3,171	3,181	3,191	3,201
380	3,201	3,212	3,222	3,232	3,242	3,253	3,263	3,273	3,284	3,294	3,304
390	3,304	3,315	3,325	3,335	3,346	3,356	3,366	3,377	3,387	3,397	3,408

ОВЕН ДТПХхх5 КТМС.

Технические характеристики

Технические характеристики термопар с коммутационной головкой (модели ХХ5)

ДТПN (НН)	1	-40…+1250	1100	сплав Nicrobell D	4,5	10 МПа	Изолированный или неизолированный
ДТПК (ХА)	1	-40…+800	600	сталь AISI 321	3,0; 4,5
		-40…+900	700	сталь AISI 310	4,5
		-40…+800	600	сталь AISI 316	3,0; 4,5
ДТПL (ХК)	2	-40…+600	450	сталь 12Х18Н10Т	3,0
ДТПJ (ЖК)	1	-0…+750	450	сталь AISI 316	3,0; 4,5

Показатель тепловой инерции термопар на основе КТМС (без защитного чехла)

Не превышает значений, указанных в таблице (в зависимости от вида рабочего спая и наружного диаметра рабочей части d, мм):

Изолированный от оболочки КТМС	0,4	0,5	1,0	2,0	4,0
Неизолированный от оболочки КТМС	0,15	0,25	0,5	1,0	3,0

Показатель тепловой инерции термопар на основе КТМС (в защитных чехлах D=12 и 20 мм)

Не превышает значений, указанных в таблице (в зависимости от вида рабочего спая и наружного диаметра погружной части D, мм):

Изолированный от арматуры	30	90	50
Неизолированный от арматуры	—	—	30

Условия эксплуатации

Рабочие условия эксплуатации узлов коммутации: помещения с нерегулируемыми климатическими условиями и (или) навесы, при атмосферном давлении от 84 до 106,7 кПа, с температурой в диапазоне от минус 40 до +85 °С и относительной влажностью не более 95 % при +35 °С и более низких температурах без конденсации влаги.

Термопара типы и их характеристика

Экспериментально полученные зависимости термоЭДС термопар от температуры при условии равенства нулю температуры свободных концов называют градуировочными характеристиками. В табл. 9.7 в сокращенном объеме приведены значения эксплуатационных характеристик, а в табл. 9.8 — 9.18 — градуировочные характеристики термопар основных типов. [c.614]

Рассмотрим подробнее отдельные узлы прибора. В настоящее время распространены электронные самопищущие потенциометры двух типов ЭПП-09 с записью на ленточной диаграмме шириной 275 мм и ПС-1 с записью на диаграмме шириной 160 мм. Потенциометры изготовляются на различные пределы измерений и градуируются в милливольтах (вся шкала 10— 100 мв) или в градусах (300—1600° С) при использовании в качестве датчиков различных термопар. Самописцы типа ЭПП-09, изготовляемые для записи температур от 3, 6 и 12 термопар, непригодны для непрерывной записи спектра излучения. Важнейшими характеристиками прибора являются скорость пробега каретки с пишущим пером вдоль всей шкалы (1, 2,5 и 8 сек — для ЭПП-09 2,5 и 8 сек —для ПС-1), а также скорость передвижения диаграммной ленты (60—4800 — для ЭПП-09 20—720 жж/ч —для ПС-1). [c.152]

Узел трения, смонтированный на сверлильном станке, состоял из цилиндрической чашки, изготовленной из стали марки ШХ-15, в которой были расположены три свободно перемещающихся стальных шарика диаметром 12,7 мм. Верхний четвертый шарик закрепляли во вращающемся шпинделе. Осевая нагрузка на шарики 500 кг создавалась винтовым домкратом типа ДОСМ-1, а для замера нагрузки применяли Динамометр типа ИЧ (ГОСТ 577—60). Момент наступления питтинга (износ, связанный с выкрашиванием металла) фиксировали акустическим зондом типа ЗА-5, который передавал волну (шум от вибрации) на экран осциллографа С-1-8 (У0-1М). Температуру масла (60° С) замеряли термопарой. Количество масла в чашке составляло 25 мл. Чашку охлаждали проточной водой. В масла вводили 5 вес. % высокомолекулярных сульфидов. При определении смазывающих (противозадирных и приработочных) свойств масел для сравнения испытывали в аналогичных условиях масло со стандартной присадкой — осерненным октолом-3, обычно добавляемым в количестве 13 вес. %. Характеристика смазывающих свойств масел следующая [c.175]

Опыты по определению регенерационной характеристики катализаторов на установке проводят следующим образом. Анализируемую пробу засыпают в корзинку 6 с перфорированным дном и открытым верхом и подвергают закоксовыванию, подавая углеводородное сырье на катализатор из бюретки 2 через канал в нагревательном блоке. Продукты реакции отводят через холодильник в приемник и газометр. При регенерации катализатора воздух подают по тому же каналу и отводят через боковое отверстие 4. Температуру в корзинке и в нагревательном блоке, изготовленном из массивного бруска нержавеющей стали, контролируют термопарами 7.

Изменение массы навески катализатора в ходе опытов фиксируют с помощью весов типа Вестфаля—Мора. [c.172]

В работе [139] проведено детальное экспериментальное исследование как структуры течения, так и характеристик теплопередачи при постоянном тепловом потоке от поверхности. Локальные измерения в потоке воды около поверхности с 0 до 30° были выполнены термопарой и клиновидным пленочным термоанемометром. При угле отклонения 0 10° оба типа возмущения усиливаются одинаково. Если 0 не превышает 10°, то развитие возмущений происходит почти так же, как и в вертикальном течении. При 0 > 10° преобладают возмущения в виде продольных вихрей. Периодичность этих вихрей в боковом направлении зависит от угла 0 и не зависит от величины теплового потока. [c.125]

Обычно холодный спай должен находиться на некотором расстоянии от печи, и дл этой цели вместо дорогой платиновой проволоки используют компенсационные медные или ни-кель-медные провода, имеющие очень близкие к проволоке термопары характеристики по э. д. с. Компенсационные провода припаивают к проволокам термопары и для спаянных соединений поддерживают одинаковую температуру, изменение которой на 10 или 20° вызывает ошибку в показаниях до 0,5°. Применение компенсационных проводов оправдано для регулирующих приборов, где большая точность не требуется, но применения их нужно избегать при точном измерении температуры однако некоторые типы потенциометров теперь снабжены такими проводами. [c.105]

В эксперименте определялись следующие характеристики зависимость массовой скорости горения от плотности и (6), распределение температуры в конденсированной и газовой фазах Т (.г), а также изменение давления в порах горящего заряда рц (г). Применялись термопары вольфрам-рений и медь-константан толщиной 30 мк. Запись давления в порах осуществляли у закрытого донного конца заряда чувствительным жидкостным манометром (вода, ртуть) открытого типа. Все опыты выполнены при атмосферном давлении. [c.48]

Показания термопар для получения характеристик температурного поля по высоте реакционной зоны в ее поперечных сечениях регистрируются потенциометрами ЭПП-09. Для замера сопротивления слоя катализатора на различных уровнях реактора установлены импульсные линии, которые соединяются с диафрагмами ДМПК-100, передающими показания на вторичные приборы системы «Старт» типа ПВ4 -ЗЭ. [c.111]

В изолированный пенопластом 11 полиэтиленовый стакан 9 помещают навеску олигоэфира, эмульгатора и катализатора. Вся масса перемешивается мешалкой 4, приводимой в движение электродвигателем 1. Зубчатая передача 3 позволяет менять число оборотов двигателя. Весь прибор для вспенивания 12 герметичен и помещен в воздушный термостат 8, который позволяет поддерживать постоянную начальную температуру (25 °С) реагентов с точностью 1°С. Олигомерная смесь и диизоцианат подаются в стакан через краны 6. Дифференциальная термопара 5, соединенная с потенциометром 7 типа ЭПП-09 через делитель, фиксирует изменение температуры внутри пены. Количество СОг, выделяющееся в процессе вспенивания, измеряется газовым счетчиком 2 и записы Бается потенциометром 13. На валу счетчика жестко укреплен движок реохорда, сигнал с которого подается на потенциометр. Резиновая камера 10 позволяет учитывать количество вспенивающего газа (СОг), поглощаемой водой. Основные характеристики установки приведены ниже [c.45]

Нашей промышленностью серийно выпускается большое количество стандартных термопар (приборостроительный завод, г. Луцк). Однако в связи с тем, что при точных испытаниях и исследованиях их почти не применяют, в настояпцей книге они не приведены. Типы серийно выпускаемых термопар и их технические характеристики подробно представлены у О. А. Геращенко и В. Г. Федорова [1965]. [c.87]

Скорость излучения энергии поверхностью зависит от температуры поверхности, материала и площади матовая черная поверхность излучает больше энергии в секунду, чем полированная, при одинаковой площади и температуре. Чем чернее поверхность, тем интенсивнее излучение, так что максимальное излучение при данной температуре будет у абсолютно черной поверхности. Если иметь такую излучающую поверхность, то можно исследовать зависимость излучающейся энергии только от температуры. При эксперименте излучение с характеристиками, очень близкими к излучению абсолютно черного тела, можно получить от малого отверстия в стенке печи, температура в которой поддерживается постоянной. Если излучение от такого источника разложить системой призм и направить на чувствительный детектор энергии типа термопары, то можно получить распределение энергии по длинам волн. Классические эксперименты в этой области были выполнены Люммером и Прингсгеймом в конце девятнадцатого века. Типичный результат показан на рис. 2.1, где Е% — лучистая энергия, испущенная в единичном интервале [c.18]

Печь люлечно-подиковая, тупиковая, каркасная, панельного типа с электронагревом предназначена для выпечки широкого ассортимента хлебобулочных изделий. Печь состоит из пустотелых металлических панелей толщиной 250 мм, заполненных минеральной ватой марки 150, двухниточного цепного конвейера с подвешенными 34 люльками, электронагревателей, вытеснительных коробов и термопар. Техническая характеристика печи П-104 приведена в табл. X—3. [c.302]

К недостаткам описываемых термопар следует отнести нелинейность их характеристики, а также нестабильность характеристик различных парти11 термоэлектродного материала. Испытанные нами вольфрам-молибденовые термопары типа ЦНИИЧМ-1 хотя и имеют линейную характеристику, но мало пригодны для продолжительной работы из-за своей большой чувствительности к кислороду и большой хрупкости. [c.201]

Такие приборы ГИЭКИ рекомендуется применять в схеме автоматического регулирования тепловых режимов печей, показанной на рис. 119. Импульс от термопары 1 принимается потенциометром 2 и изодромным регулятором 3, который дает приказ на включение исполнительного механизма 5. Перемещение рычага 7 исполнительного механизма при помоши связей одновременно пе-ре/мещает ползунок 8 вдоль переменного сопротивления 6, регулирующего движение золотников (расход мазута) и поворотную дроссельную заслонку 4 на воздухопроводе. Характеристики регулирующей поворотной заслонки 4 и переменного сопротивления 6 должны быть подобраны таким образом, чтобы при всех положениях рычага исполнительного механизма соотношение топливо — воздух оставалось неизменным. Недостатком такой схемы является дросселирование воздуха на воздухопроводе поэтому при данной схеме можно применять лишь форсунки с двухступенчатым подводом воздуха. Кроме того, регулятор подобного типа при работе с малыми расходами мазута дает значительную пульсацию в его подаче, что отрицательно сказывается на работе форсунок. [c.203]

Разложение близкого к параллельному пучка света (несущего энергию излучения в указанном видимом диапазоне) на его спектральные составляющие можно осуществить с помощью призмы или дифракционной решетки. Количественное сравнение потоков излучения, приходящихся на различные участки видимого спектра, после такого разложения можно провести с помощью различных чувствительных к излучению приемников (болометров, термоэлементов, термопар, фотоэлектрических ячеек). Сочетание диспергирующего элемента (призмы или решетки) с детектором, измеряющим поток излучения и откалиброванным так, чтобы подсчитать этот поток в абсолютных единицах, называется спектрорадио-метром. Если аналогичное устройство предназначено только для количественного сравнения потока излучения в том или ином спектральном интервале с потоком стандартного (эталонного, опорного) пучка лучей, его часто называют спектрофотометром. Прибор такого типа представляет собой очень важный для физика инструмент при практических измерениях цвета, в соответствующем разделе о нем будет рассказано подробнее. С его помощью физик может не только полностью определить физические характеристики, придающие именно данный, а не иной цвет небольшому удаленному источнику света или большой однородно светящейся поверхности, но и характеристики этих источников, которые обусловливают цвета освещаемых ими объектов. Он получает также возможность определить физическую основу цвета прозрачных и непрозрачных природных или синтетических объектов, исследуя, как эти объекты меняют спектральный состав излучения, падающего на них. [c.48]

Для измерения температуры пленки применялась передвижная термопара с такой же характеристикой. Для установки этой термопары на трубе было сконструировано специальное приспособление. Термопара вводилась в поток в кормовой части его и устанавливалась таким образом, чтобы не было искажения характера течения пленки в точке замера температуры. Для измерения теплоэлектродвижущей силы термопар применялась компенсационная схема с лабораторным высокоомным потенциометром постоянного тока типа ППТВ-1. Холодный спай, общий для всех термопар, был помещен в сосуд Дьюара, заполненный тающим льдом. Таким образом, температура холодного спая 0°С поддерживалась постоянной. Зеркальный гальванометр использовался как нуль-прибор. [c.28]

Термопары наиболее распространенных типов и их характеристики приведены в табл. XIII.2, а их градуировочные данные—в табл. XII 1.3. [c.450]

На протяжении ряда лет, завод серийно производит установку УПСТ-2М. Установка имеет блочно-модульную конструкцию, реализующую поверку и градуировку всех типов термопар по ГОСТ 8.338 и МИ 1744 в диапазоне температур от 0°С до 1200°С и термометров сопротивления, в том числе парных для теплосчетчиков, по ГОСТ 8.461 и соответствующим методикам. Установка состоит из двух измерительных блоков (для термопар БИ-1 и для термометров сопротивления БИ-2), двух печей МТП-2МР, термостатов ТН-1М, ТП-2. Кроме этого с установкой могут поставляться образцовые термопары и термометры сопротивления, выравнивающие блоки, термостат ТР-1М, устройство для дробления льда УДП. В составе установки может работать любой вольтметр или потенциометр соответствующего класса точности, например, вольтметр В2-99 нашей разработки. Прецизионный милливольтметр В2 — 99 для поверочного оборудования может использоваться в лабораториях государственных метрологических служб и метрологических служб юридических лиц для измерений напряжений. Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения милливольтметра В-2-99 (6 10″ — -10 и)мВ, где и-измеренное напряжение в мВ. Метрологические характеристики милливольтметра обеспечивают возможность проведения поверки и градуировки образцовых термоэлектрических преобразователей 2-го и 3-го разрядов, всех типов рабочих термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления. [c.168]

Характеристики различных типов приемников для вакуумного ультрафиолетового излучения детально изучены многими авторами. Постоянная снектральная чувствительность, общая характеристика вакуумных термопар, быстрая и высокостабильная реакция на сигнал эффективно достигаются при использовании фотоумножителей с катодом, покрытым фосфором. В качестве фосфора с успехом применяется салицнлат натрия [21], превращающий коротковолновое излучение в свет, способный проникать в оболочку фотоумножителя, обычно реагирующего лишь на видимый свет. Кролю того, фотоумнолш-тели допускают внешнюю регулировку их чувствительности. При исследованиях в области крайнего ультрафиолета конструкция записывающей фотометрической системы и наилучший способ введения исследуемого образца существенным образом взаимосвязаны. [c.18]

Бэйли [1] рассматривает влияние температурных градиентов в термоспаях на ошибку, вводимую при измерении поверхностной температуры влияние теплоемкости на запаздывание при изменении температуры и методы расчета характеристик цилиндрических термопар. Для того чтобы свести к минимуму ошибки, обусловленные теплопроводностью электродов, рекомендуется отводить их от термосная по изотермической зоне в стенке трубы [5], [26], [27]. Этот вопрос рассматривается также Элиасом [10], применившим термопары нескольких типов. В исследовательской работе удается вывести электроды аксиально через саму металлическую стенку, а не радиально через поток жидкости [20], хотя этот метод применяется не часто [18]. Розер [25] анали- [c.271]

что это такое и как работает прибор для АОГВ

Термопара является практически единственным прибором, предназначенным для измерения предельно высоких температур. Прибор широко используется в различном котельном оборудовании, осуществляя контроль за терморежимом и предохраняя системы от перегрева.

Технические характеристики

Согласно ГОСТу P 8.585-2001, термопара представляет собой контролирующий температуру прибор, состоящий из 2-х проводников, изготовленных из разных сплавов. Каждый сплав отличается своим сопротивлением и электрическим потенциалом. Контакт между проводниками происходит как в одной, так и в нескольких точках, причём в некоторых моделях он возможен благодаря наличию компенсационной проволоки. Для изготовления термопар используются неблагородные металлы.

Термопара выглядит очень просто и состоит из литого корпуса головки, оснащённого крышкой и фосфорными колодками, благодаря которым происходит компенсация линейного расширения электродов. Наконечник изделия служит для надёжной изоляции рабочего спая, а защитная трубка состоит из рабочего и нерабочего участков. Все соединительные провода проводятся через штуцер, имеющий уплотнитель из асбеста. В случае если электроды изготовлены из благородных металлов, в качестве защитных труб могут быть использованы изделия из фосфора или кварца.

Погрешность показаний приборов составляет один градус, что считается довольно значимым показателем в работе газового отопительного оборудования, и не позволяет считать устройства приборами высокой точности. Неточность измерения температур объясняется конструктивными особенностями термопары. Дело в том, что соединение пластин-проводников между собой происходит по-разному. В одних моделях соединение происходит с помощью точечной сварки, в других – посредством пайки или обжима.

В случае если стык двух проводников выполнен некачественно, то погрешность будет составлять один или более градусов. Это является критической величиной погрешности, увеличение которой может негативно сказаться на работе и безопасности котла. Поэтому при выборе термопары необходимо ориентироваться на продукцию известных и проверенных производителей, так как для АОГВ погрешность в один градус является непозволительной роскошью.

Принцип действия

Термопары, установленные в газовых котлах, работают синхронно с электромагнитным впускающим клапаном, который по первому сигналу термопары немедленно прекращают подачу топлива. Работа термопары полностью основана на так называемом эффекте Зеебека, когда два проводника, изготовленные из разных материалов, контактируют друг с другом одной или несколькими точками, которые носят названия рабочей части и помещаются в область открытого пламени горелки. К противоположным концам этих металлических пластин приварены или припаяны проводники в защитной оболочке, второй конец которых удерживается зажимной гайкой в гнезде автоматического датчика. В момент, когда зажигается запальник и горелка котла, подача топлива осуществляется в ручном режиме, посредством нажатия на шток.

В результате газ подаётся к запальнику и он начинает гореть, нагревая своим пламенем термопару, расположенную рядом. По прошествии 15 секунд кнопка подачи топлива отпускается и подача топлива осуществляется благодаря тому, что термопара начала выработку напряжения, удерживающего шток топливного клапана. Среднее напряжение, которое способна выработать термопара, благодаря разности потенциалов на холодных окончаниях, находится в диапазоне 40-50 мВ. В некоторых высокотехнологичных моделях клапаны отличаются максимальной чувствительностью и удерживаются в открытом положении до тех пор, пока показатель напряжения на входе не опустится ниже 20 мВ.

Термопары являются главным звеном системы безопасности газового котла. При любых неисправностях или поломках элементов, а также внезапном погасании факела, что в котлах с открытой камерой сгорания может произойти по причине сильного сквозняка, мгновенно происходит срабатывание электромагнитных клапанов, и подача топлива прекращается.

Плюсы и минусы

Как и у любого устройства, у термопар имеются как достоинства, так и недостатки. Среди преимуществ приборов можно отметить их низкую стоимость, что обусловлено достаточно простой конструкцией, и продолжительный срок службы. Долговечность устройств объясняется отсутствием сложных узлов и подверженных трению движущих элементов. Важным плюсом является широкий спектр измеряемых температур, а также лёгкий монтаж и демонтаж прибора. Нельзя оставить без внимания и многофункциональность термопар, позволяющую использовать устройство как в качестве датчика контроля за пламенем, так и в роли термометра.

К недостаткам относят предел напряжения, который ограничен 50 мВ. Это является одной из причин погрешностей показаний, возникающих при измерении температур. Отсутствие линейной зависимости между значениями температур и разницей потенциалов также является минусом устройства. К тому же деталь не подлежит ремонту, и при выходе из строя заменяется на новую. Впрочем, иногда прекращение работы термопары связано с плохим контактом. Для возобновления работы котла нужно снять термопару, зачистить проводники и установить прибор на место.

Разновидности

Современный рынок отопительных систем предлагает четыре вида термопар, устанавливаемых в газовых котлах.

Модели типа Е отличает высокая производительность и широкий диапазон измеряемых температур, который варьируется от -50 до +740 градусов. Пластины-проводники изготовлены из константа и хромеля. Заводская маркировка изделий представлена буквенным обозначением ТХКн.
Модели типа J отличается более низкой, в сравнении с первым типом, стоимостью и представлена маркировкой ТЖК. Контактные пластины изготовлены из железа и константа, а диапазон рабочих температур составляет от -40 до +600 градусов.

Модели типа К являются наиболее распространёнными и способны работать при температуре от -200 до +1350 градусов. Пластины изготовлены из алюминия и хромеля, что требует некоторых ограничений в их применении. Дело в том, что в условиях повышенного содержания углекислого газа, хромель склонен к образованию зелёной гнили, быстро разъедающей сплав и выводящей прибор из строя. Изделие имеет маркировку ТХА и отличается повышенной чувствительностью к малейшим колебаниям температуры.
Модели типа N являются модификацией модели Е и способны работать при температуре до +1200 градусов. Для изготовления пластин используется нихросил и нисил. Модели данного вида считаются самыми точными устройствами, используемыми в котельном оборудовании.

Кроме перечисленных типов термопар, существуют модели, для изготовления которых используются дорогие виды металлов. Это значительно увеличивает себестоимость и делает их установку в газовые котлы нерентабельной. Например, пластины особо точных устройств типа М изготавливаются из никеля и молибдена. Такое устройство устанавливается в дорогие вакуумные котлы и в газовом оборудовании не применяется.

Термопары для газовых котлов являются важным защитным устройством. Они полностью регулируют работу электромагнитного клапана, отвечают за подачу топлива и делают работу котла стабильной и безопасной.

О том, как проверить термопару для газового котла, смотрите в следующем видео.

Термопара принцип работы (простым языком) термоэлектрические датчики

Общие понятия и конструкция

Термопара ГОСТ Р 8. 585-2001 представляет собой устройство для измерения температуры, которое состоит из двух разнородных проводников, контактирующих друг с другом в нескольких или одной точке, которые иногда соединяют компенсационные провода. В тот момент, когда на одном из таких участков изменяется температура, создается определенное напряжение. Термопары часто используются для контроля температур разнообразных сред, а также для конвертации температуры в энергию, в частности, в электрический ток.

Виды термопар

Коммерческий преобразователь стоит доступно, является полностью взаимозаменяемым, оснащен стандартными разъемами и может измерять широкий диапазон температур. В отличие от большинства других методов измерения градусов, термопары с автономным питанием не требуют внешнего способа возбуждения. Основным ограничением при работе термопар является точность; вполне возможны ошибки вплоть до одного градуса по Цельсию, что достаточно много для стандартного измерителя или контроллера.

Фото – Вид термопары

Основные параметры прибора зависят от материала. Любой узел из разнородных металлов будет производить электрический потенциал, относящийся к определенной температуре и образующий сопротивление. Термопары для практического измерения температуры созданы из конкретных сплавов, имеющих предсказуемую и повторяемую зависимость между температурой и напряжением. Различные сплавы используются для различных температурных диапазонов, если Вы хотите купить термопару, то предварительно обязательно проконсультируйтесь с продавцом-консультантом выбранной компании.

Существуют разные типы термопары, очень важно обращать внимание также на стойкость к коррозии. Если точка измерения находится далеко от измерительного прибора, промежуточное соединение может быть выполнено путем расширения проводов, которые являются менее дорогостоящими, чем материалы, используемые, чтобы сделать датчик. Приспособления обычно стандартизованы по отношению к эталонной температуре 0 градусов по Цельсию; производственные компании часто используют электронные методы компенсации холодного спая для корректировки изменения температуры на клеммах прибора. Электронные приборы могут также компенсировать прочие различные характеристики термопары, тем самым улучшить точность и достоверность измерений.

Фото – Термопара для котла

Применение термопары достаточно широкое: их используют в науке и промышленности; приспособлениями можно осуществлять измерение температуры для печей, газовой колонки, спая, газовых турбин выхлопных газов, дизельных двигателей и других промышленных процессов. Данные устройства термосопротивления также используются в частных домах, офисах и предприятий. Также они могут заменить термостаты в АОГВ и прочих газовых отопительных приборах.

Принцип действия термопары

Согласно правилу Зеебека, если проводник подвергается воздействию, его сопротивление и напряжение изменяется – это называется термоэлектрический эффект или эффект Зеебека. Любая попытка измерить это напряжение обязательно включает подключение другого проводника к «горячему» концу термопары. Этот дополнительный гибкий провод, потом также может стать градиентом температуры, а также разработать собственное напряжение, которое будет противостоять текущему. Величина этой разности напрямую зависит от металла, который используется при работе. Использование разнородных сплавов для замыкания цепи создает новую цепь, в которой два конца могут генерировать различные напряжения, в результате чего образуется небольшое различие в напряжении, доступные для измерения. Это различие увеличивается с ростом температуры и составляет от 1 до 70 микровольт на градус Цельсия (мкВ / ° C) для стандартных сочетаний металлов.

Фото – Принцип работы термопары

Напряжение не генерируется на стыке двух металлов термопары, а вдоль этой части длины двух разнородных металлов, подверженного градиента температуры. Поскольку обе длины разнородных металлов испытывают один и тот же температурный градиент, конечный результат является результатом измерения разности температур между термопарой и спаем. Пока контакт находится в постоянной температуре, это не имеет значения, каким образом узел изготовлен (это может быть пайка, точечная сварка, обжим и т.д.), однако это имеет решающее значение для точности. Если соединение выполнено недостаточно качественно, то получится более серьезная погрешность, чем градус. Особенно в высокой точности нуждается мультиметр с термопарой, разнообразные производственные датчики, контроллеры высоких температур для газовой печи и т.д.

Фото – Термопара арбат

Видео: Измерение температуры с помощью термопары

Типы термопары

В определенных условиях, легко создается термопара своими руками, но необходимо знать, какие бывают виды данных устройств, в частности, чем отличаются модели ТХА, ТХК, ТПП, ТВР, ТЖК, ТПР, ТСП. Они распределятся как:

Тип E

Сплав хромель – константан. Данное соединение имеет высокую производительность (68 мкВ / ° C), что делает его подходящим для криогенного использования. Кроме того, он является немагнитным. Диапазон температур составляет от -50 ° С до +740 ° С.

Тип J

Это железо – константан. Здесь область работы немного уже от -40 ° C до +750 ° C, но выше чувствительность – около 50 мкВ / ° С.

Тип K

Это термопары, которые создан из сплав хромель алюминий. Они являются наиболее распространенными устройствами общего назначения с чувствительностью около 41 мкВ / ° C. Эти приборы могут работать в пределах -200 ° С до 1350 ° C / -330 ° F до +2460 ° F.

Фото – термопары хромель-алюмель

Термопары тип K могут быть использованы включительно до 1260 ° С в неокисляющих или инертных атмосферах без появления быстрого старения. В незначительно окислительной среде (например, углекислом газе) между 800 ° C-1050 ° С, проволока из хромеля быстро разъедается и становится намагниченной, также это явление известное как «зелена гниль». Это вызывает большое и постоянное ухудшение работы регулятора.

Тип M

Класс термопар M (Ni / Mo 82% / 18% – Ni / Co 99,2% / 0,8%, по весу) используется в вакуумных печах. Максимальная температура составляет до 1400 ° С.

Тип N

Никросил-нисиловые термопары являются подходящими для использования между -270 ° C и 1300 ° C, вследствие его стабильности и стойкости к окислению. Чувствительность около 39 мкВ / °С.

Сплавы родия и платины

Платиновые термопары типа B, R, и S являются одними из самых стабильных термопар, но имеют более низкую термоЭДС, чем другие типы, всего около 10 мкВ / ° С. Класс B, R, и S обычно применяется только для измерения высоких температур из-за их высокой стоимости и низкой чувствительности.

Тип B, S, C

Обозначение B у термопары означает, что в её состав входят такие металлы, как Pt / Rh 70% / 30% – Pt / Rh 94% / 6%, подходят для использования в среде до 1800 ° C. Класс S применяются до 1600 градусов, в то время как C до 1500.

Сплавы рения и вольфрама

Эти термопары хорошо подходят для измерения очень высоких температур. Типичная область их применения – то автоматика промышленных процессов, производство водорода, вакуумные печи (особенно перед выходом обрабатываемого материала). Но ими нельзя работать в кислотных средах.

Монтаж термопары

Импортные термопары устанавливаются точно также, как и отечественные, замена производится своими руками, рассмотрим самый простой метод.

Открутите медную или свинцовую гайку подключения внутри резьбового соединения к газовой линии.
Под монтажным кронштейном на термопаре нужно отвинтить компенсационный винт, который держит трубку на место.
Вставьте новую термопару в отверстие кронштейна. Убедитесь, что система не подключена к газовому или электрическому снабжению.
Нажмите на гайку для резьбового соединения, где медный провод подключается к газовой линии. Убедитесь в том, соединение чистое и сухое.
Плотно закрепите соединение, но не перетягивайте, при необходимости установите керамический уплотнитель или защитные прокладки.

Нужно отметить, что контролер плиты должен быть вмонтирован не слишком сильно, но чтобы руками он не отсоединялся.

Фото – Термопара для печи

При установке медная и стальная труба подачи и отвода топлива или прочих веществ, направлены вниз – это очень важная зависимость.

Концевой выключатель расположен под автоматом контроля безопасности на печи, чуть ниже пленума. Если пленум становится слишком горячим, концевой выключатель отключает горелку. Он также отключает вентилятор, когда температура падает до определенного уровня, после того, как горелка выключается. Если вентилятор работает постоянно, либо контроль вентилятора на термостате был установлен в положение ВКЛ, то выключатель нуждается в корректировке. В первую очередь проверьте термостат. Если элемент был включен, то переведите его в автоматический режим, с предварительной установкой сигнала.

Любая лабораторная система контроля требует настройки. Градуировка или калибровка термопары также может осуществляться самостоятельно.

Для регулировки переключателя, снимите крышку элемента управления. Под ней находится зубчатый циферблат. Есть два указателя на стороне вентилятора. Указатели должны быть установлены около 25 градусов. Установите верхний указатель около 115 градусов по Фаренгейту, а нижний около 90 градусов. Если Вы почувствовали запах газа при выполнении этих работ или включения, нужно проверить утечку и уплотнители. Таким же способом можно заменить кабель и прочие детали системы.

Изготовление осуществляется на специальных заводах. Часто ремонт устройств можно осуществить непосредственно в дилерских центрах. Средняя стоимость термопары pt100 или овен (гильза с хромелем алюминия) составляет от 3 долларов до 6 в Москве. Перед покупкой обязательно проконсультируйтесь со специалистом, какое приспособление Вам необходимо, при потребности Вам будет предоставлена таблица предлагаемой продукции.

Классификация по типам

При желании возможно создать такой прибор даже самостоятельно. Однако следует все же знать некоторые особенности таких преобразователей, их различие по типу применяемых материалов. А классифицируются виды термопар так:

Тип E. Используется сплав хромель – константан. Эти датчики обладают высокой чувствительностью – до 68 мкВ/°C. Подходят для криогенного использования. Температуры, при которых возможно применение, колеблются от -50 °C до +740 °C.
Тип J. Здесь применяют состав железо – константан. Используются для условий в температурных диапазонах от -40 °C до +750 °C. Имеет повышенную производительность –50 мкВ / °С.
Термопары типа K выполняются на основе сплава хромеля и алюминия. Это, несомненно, самые популярные датчики широкого назначения. Обладают производительностью до 41 мкВ/°C. Применяются в температурных диапазонах от -200 °С до +1350 °C. В неокисляющих и инертных условиях датчики типа K используются до 1260 °C.
Тип M. Эти термопары применяются в основном в вакуумных печах. Используются при температурах до +1400 °C.
Регуляторы типа N — никросил-нисиловые. Они стабильны и стойки к окислению, имеют производительность 39 мкВ/ °C. Поэтому их используют при температурах от -270 °C до +1300 °C.
Устройства типов B, R и S выпускаются из сплава родия и платины. Класс B, R и S — датчики довольно дорогие и имеют низкую производительность: всего 10 мкВ/° C. Используются благодаря высокой надежности исключительно для измерения высоких температур.
Датчики на основе сплавов рения и вольфрама. В основном они работают в автоматике промышленных процессов, в производстве водорода и так далее. Не рекомендуется применять в кислотных средах.

Технические характеристики прибора

Примечательно, что термопарам не нужны никакие дополнительные источники питания. Они применяются для измерения температур достаточно большого диапазона: от -200 °C до +2000 °C. При этом они обладают меняющимися параметрами. Проблематично еще и то, что надо учитывать влияние температуры свободных концов на заключительные результаты измерений. Помимо этого, низкое выходное напряжение требует достаточно точных усилителей.

Ярким примером использования приборов, созданных по принципу термопар, служат компактные цифровые термометры. В настоящее время — это основной и, пожалуй, самый массовый прибор для осуществления статических и динамических измерений.

Выходным сигналом термопары является постоянное напряжение. Он достаточно просто преобразуется в цифровой код. А затем его можно измерить с помощью простейших приборов. Для этих целей можно взять, к примеру, малогабаритный цифровой мультиметр.

Измерительные приборы на основе термопар отличает высокая точность и чувствительность, а также правильность характеристик преобразования. Обычно напряжение на выходе колеблется от 0 до 50 мВ, а типичная производительность — от 10 до 50 мкВ/°C. Все зависит от используемых в датчике материалов.

Основной принцип работы

В основу принципа работы термопары положен термоэлектрический эффект, называемый иначе эффект Зеебека. Он гласит, что когда проводник подвергается воздействию, соответственно изменяется его сопротивление и напряжение.

Принцип действия термопары состоит в том, что если соединить последовательно два разнородных металлических проводника, то при этом образуется замкнутая электрическая цепь. Если затем нагреть это соединение, то в цепи возникнет электродвижущая сила (термо-ЭДС). Под ее воздействием в замкнутой цепи и возникает электрический ток.

Место нагрева, как правило, называют горячим спаем, соответственно холодный спай не нагревается. Значение термо-ЭДС измеряется путем подключения в разрыв электрической цепи гальванометра или микровольтметра. То есть она напрямую зависит от разности температур между холодным и горячим спаем.

Вследствие нагревания места соединения проводников термопары между свободными концами образуется разность потенциалов. Она легко преобразовывается в цифровой код. Возникает возможность определения температуры нагрева на месте соединения проводников.

Для точности проведения измерений холодный спай должен всегда иметь неизменную температуру. Поскольку этого довольно сложно добиться, применяются компенсационные схемы.

Достоинства и недостатки

Термопары обладают многими достоинствами в сравнении с аналогичными термоэлектрическими датчиками температуры. К плюсам, например, относят:

простая конструкция;
прочность;
надёжность;
универсальность;
низкая стоимость;
можно пользоваться в самых разных условиях;
можно измерять самые разные температуры;
точность произведенных измерений.

Однако, как и любой другой прибор, эти датчики имеют свои недостатки:

довольно низкое напряжение на выходе;
нелинейность.

Измерение температур с использованием термопар, изобретенное еще в XIX веке, достаточно широко применяется в современном производстве. Кроме того, существуют такие сферы деятельности, где применение этих датчиков становится порой единственным возможным способом получения необходимых измерений.

Практически каждое отопительное оборудование требует применения дополнительных элементов, предостерегающих систему от перегрева. Одним из таких контролеров считается термопара. Принцип ее работы заключается в регулярном измерении температурного режима для поддержания заданного значения.

Общие характеристики

Согласно Номинальных статических характеристик преобразования ГОСТ Р8.585-2001 термопара – устройство, состоящее из 2-х разнородных контактирующих друг с другом проводников, предназначенное для измерения температуры. При изменении температурного режима на одном участке создается напряжение, вследствие чего происходит конвертация температуры в электроток.

Термопары

Конструкция элемента устроена из двух разнотипных проводников, которые соединяются друг с другом в одном узле. Существует три типа соединений:

спайка;
ручная скрутка;
сварка.

Зачастую в виде проводящих электроэнергию элементов применяется металлический проводник, однако встречаются случаи, когда вместо него используют полупроводниковые устройства.

Параметры устройства определяет материал, из которого изготовлены проводники. Понятно, что любой металл образует сопротивление, значит будет производить электроток. Но для корректной работы термопары используются определенные сплавы, которые выдают прогнозируемые вводные и точно с минимальной погрешностью определяют зависимость между температурой и сопротивлением. Для определенного диапазона должен использовать определенный материл.

Говоря простым языком, термопара, в зависимости от материалов, из которых состоят проводники, позволяет определять температурный режим в разнообразных диапазонах значений. В целом, термопара определяет температуру ориентировочно от -250°С до +2 000°С.

ВИДЕО: Измерение температуры с помощью термопары

Принцип действия термопары

Вне зависимости от имени производителя, работа всех термопар основывается на термоэлектрической схеме, разработанной в 1821 году известным физиком Т.И. Зеебеком. Принцип действия термопары заключается в поочередном соединении двух разновидных переходника в одно замкнутое кольцо. Первый узел предназначен для нагрева, в результате чего, по кольцу образовывается электрический движущий заряд, который называется – термо-ЭДС. Под влиянием ЭДС-силы, по цепочке протекает электрически ток.

Схематическая работа устройства

Сама область нагрева называется узлом нагревательного предназначения, второй конец обозначается как холодный спай.

Чтобы измерить значение микро или милливольт электрической движущей силы, следует разъединить кольцо и соединить его при помощи микровольтметра. Количество милливольт полностью зависит от интенсивности нагрева соединений и температурного режима холодного узла. Принцип работы простым языком базируется на разности значений температуры двух соединительных спаев, между холодным и горячим обозначением.

Получается, что если область спая двух разных проводов нагреть, то в зоне несоединенных концов образуется разносторонний потенциал, измеряемый специальным инструментом. Преобразователи, разработанные по инновационным технологиям, возникшую разность электрической силы переводят в цифровые символы, обозначающие температурный режим нагрева соединенных узлами частей.

Конструкция устройства

Устройство производится разных форм и размеров. Подразделяется по конструктивному производству на два основных типа:

термопары, не имеющие корпуса;
с кожухом, служащим в качестве защиты.

В первом случае устройство в месте соединения не имеет закрытого корпуса, выполняющего защитную функцию от разнообразных воздействий внешней окружающей среды. Данный вид обеспечивает быстрое определение инертности и температурного режима, не затрачивая на процесс много времени.

Термопара для котельного оборудования

Второй тип производится подобно зонду, который выполнен из металлической трубы с хорошей внутренней изоляцией, способной противостоять высоким температурным показателям. Изнутри термопар оснащен термоэлектрической системой. Конструкция с защитным корпусом не поддается воздействиям агрессивной среды.

Разновидности термопары

Принцип работы термопара достаточно прост и понятен, однако, прежде чем создать устройство своими руками, следует знать, чем отличаются такие модификации как ТХА,TKX, ТПП, ТСП, ТПР и ТВР, а также, по каким критериям и группам они распределяются.

Группа Е – состоит из комбинированного материала — хромель-константан. Соединительный спай обладает повышенной производительностью – более 69 мкВ/оС, подходящей для криогенного применения. Помимо всего, система не имеет магнитные свойства, а температурный режим варьируется от – 50°С до + 740°С.
Группа J – термоэлектроны производятся из положительного железа и отрицательного типа константаны. Разбег функционирования данной серии термопара меньше, чем в прошлой группе -40°С — + 750°С, однако показатель чувствительности более высокий – 50 мкВ/°С.
Группа К – самый распространенный тип устройств, состоящий из комбинации материалов – алюминий и хромель. Производительность системы равняется 40 мкВ/°С, функционирование происходит в пределах температурных показателей от – 200°С до 1 350°С. Следует помнить, что даже при низком уровне окисления в диапазоне температуры 800-1050°С, элемент из хромеля отсоединяется и приобретает намагниченное состояние, что называется «зеленая гниль». Данный фактор отрицательно сказывается на функционировании регулятора.
Группа М – применяется в комплектациях печей вакуумного вида. Рабочие силы варьируются от -260 до + 1400°С с максимальной погрешностью в 2 градуса.

Принцип работы термопары

Группа N – устройство выпускается для использования в устройствах обладающих температурными обозначениями – 270 и 1300°С, что является гарантией хорошей работоспособности и устойчивости перед окислительными процессами. Чувствительность не превышает 40 мкВ/°С.
Группы В, S, R отличаются стабильной работой с более пониженным ЭДС – 10мкВ/°С. Из-за плохой чувствительности, используется исключительно для определения повышенных температур.
Группы В, С, S – первый символ обозначает модификацию, подходящую для измерения температуры до 1 800оС, S – 1 600°С, С – до 1 500.
Рениево-вольфрамовые термопары применяются для измерения высоких температур 25 000°С и менее. Также устройство предназначено для устранения окислительной атмосферы, разрушающей материал.

Термопары хромель-алюмель

Монтаж

Принципиальной разницы между установкой российского или европейского оборудования нет – схема везде одинакова. Мы опишем самый простой способ.

Откручиваете гайку внутри резьбового соединения к газопроводу.
На самой термопаре откручиваете компенсационный винт.
В отверстие монтажного кронштейна вставляете термопару.
Протрите место соединения ветошью резьбовое соединение и гайку.
Закрутите соединение до упора, но не затягивайте слишком сильно. Если есть необходимость, можно использовать прокладку.

Контролер газовой плиты должен быть соединен максимально плотно, но чтобы его можно было снять по мере надобности.

Термопара для печи

Обратите внимание на то, чтобы обе трубы были направлены строго вниз.

Теперь разбираемся, как работает. Концевой выключатель всегда расположен на несколько сантиметров ниже пленума под автоматом контроля безопасности плиты. Когда пленум нагревается до предела, выключатель дает сигнал на отключение горелки и сразу же срабатывает вентилятор. В этот момент происходит резкое снижение температуры.

На некоторых устройствах вентилятор не останавливается. Причиной этого может быть выключенный контроль вентилятора (посмотрите на рычаг, он должен быть на отметке «вкл») либо выход из строя термостата. Как вариант, может быть установлен ручной режим вместо автоматического.

После установки устройства необходимо проверить правильность работы. И если настройка происходит в лабораторных условиях, то калибровать термопару можно и собственноручно.

Для этого снимаете крышку блока управления и смотрите на циферблат. Со стороны вентилятора есть 2 датчика, которые изначально настроены на 25°F. Вам нужно выставить верхний на 115°F, нижний – не меньше 90°F.

Если во время градуировки или калибровки отчетливо слышен запах газа, необходимо проверить уплотнители или вызвать службы газа на предмет выявления утечки.

Преимущества и недостатки применения измерителя

Температурный датчик, невзирая на простоту в устройстве, обладает как преимуществами, так и недостатками.

Плюсы:

Широкий диапазон температурных режимов, делающих устройство самым устойчивым контактным датчиком перед высокими показателями.
В результате нарушения целостности спая можно полностью заменить узел или создать прямой контакт непосредственно через измеряемые системы.
Простота устройства, прочность и большой эксплуатационный срок.

Термопара «Арбат»

Минусы:

При установке температурного датчика необходимо регулярно контролировать изменения напряжения холодных спаев. Для облегчения задачи требуется приобрести дополнительный термистор. Также можно заменить устаревший прибор полупроводниковым сенсором, способным автоматически вносить изменения в ТЭДС.
Подверженность к поражению коррозией, в результате чего происходит термоэлектрическая недостаточность и нарушение градуировочных характеристик.
Электроды состоят из материалов, которые не считаются химически инертным, поэтому при нарушении герметичности корпуса система становится подверженной агрессивным процессам окружающей среды.
Длинные термопарные провода образовывают электромагнитное поле.
Возникают сложности в процессе создания вторичного преобразователя сигналов из-за несущественного взаимодействия ТЭДС и температурных режимов.
Для стабильной работы с термической инерцией, обязательным условием термопара считается обеспечение качественной электроизоляцией, заземление функционирующих спаев, предостерегающих от возникновения утечки в землю.

ВИДЕО: Сравнение термосопротивления и термопары. Основы измерения температуры от Emerson

Назначение

Термоэлектрический преобразователь, или термопара, является приспособлением, используемым для контроля температуры на промышленных предприятиях, в процессе научных исследований, при эксплуатации автоматики и в медицинских учреждениях.

Физическая величина, численно определяющая размер энергии тела, получаемой за счет движения молекул веществ, в зависимости от теплоты, называется температурой. Поскольку непосредственно температуру вещества измерить невозможно, то ее величину определяют, благодаря трансформации иных физических параметров вещества. В качестве таких физических параметров могут выступать давление, электрическое сопротивление, объем, интенсивность излучения, температурная электродвижущая сила, коэффициент расширения вещества и ряд других.

Существует два способа контроля температуры:

При непосредственном контакте с объектом с помощью термопар;
При отсутствии непосредственного контакта с объектом – пирометрия либо термометрия излучения используется при необходимости измерения очень больших температур.

Особенностью работы термопары является наличие термоэлектрического эффекта, или эффекта Зеебека, названного в честь ученого, открывшего данное явление в 19 веке. Сущностью такого эффекта является наличие контактной разности потенциалов между разнородными проводниками. Соответственно, принцип работы термопары заключается в следующем.

При скрутке двух концов разнородных проводников или сплавов таким способом, чтобы они представляли собой закольцованную электрическую цепь, и если далее поддерживать противоположные окончания проводов при разной температуре, то в данной цепи сформируется термоэлектродвижущая сила, величина которой будет пропорциональна разности температур между скрутками проводников. Соответственно, цепь, состоящая из двух разнородных проводников либо сплавов, является термопарой, или термоэлементом.

Эффект термоэлектричества

Величина тока работающих термопар зависит от:

Материала проводников;
Разности температур на противоположных спайках.

Проводник термоэлектрического преобразователя, по которому электрический ток направлен от горячей спайки к холодной, является положительным, при обратном направлении электрического тока термоэлектрод является отрицательным. Маркировка термопары осуществляется в следующем порядке:

Принадлежность самого устройства;
Материал положительного проводника;
Материал отрицательного проводника.

Разновидности и конструктивные особенности

Виды термопар

Термопары ввиду своих структурных особенностей подразделяются на такие виды:

По специфике применения:

Наружное;
Погружаемое.

По особенностям предохраняющего кожуха:

без кожуха;
со стальным кожухом – устройство эксплуатируется для контроля температур до 600оС;
со стальным кожухом из специфического сплава – устройство необходимо для измерения температур до 1100оС;
с кожухом из фарфора – устройство применяется для контроля температур до 1300оС;
со стальным кожухом из тугоплавких сплавов – устройство эксплуатируется при температурах более 2000оС.

По методу фиксации термопреобразователей:

С неподвижным чувствительным элементом;
С подвижным чувствительным элементом;
С подвижным креплением.

По герметичности клемм:

С простой верхушкой;
С водонепроницаемой верхушкой;
Без колпачка, со специфической герметизацией выводных клемм.

По изолированности:

Изолированные от влияния активных или неагрессивных сред;
Не изолированные.

По герметизации от большого давления:

Не герметичные;
Герметичные.

По стойкости к механическому влиянию:

Устойчивые к вибрации;
Ударостойкие;
Простые.

По количеству контролируемых зон:

Рассчитанные на одну зону;
Рассчитанные на несколько зон.

По скорости реакции на изменение температуры:

С высокой инерционностью. Скорость реагирования составляет до 210 секунд;
С посредственной собственной инерцией. Скорость реакции составляет до 60 секунд;
С малой инерционностью. Скорость реакции составляет до 40 секунд;
С ненормированной скоростью реакции.

По длине функционирующей части:

Длиной от 120 мм до 1580 мм. Находят свое применение в однозонных термопарах;
Длиной до 20000 мм. Используются в многозонных термопарах.

К конструктивным особенностям термопар относятся:

Рабочий спай двух проводников в основном образовывается путем электродуговой сварки предварительно скрученных термоэлектродов. Одним из способов соединения является пайка, однако подключение термопары вольфрам-рениевой или вольфрам-молибденовой обходится обычным скручиванием без дополнительной сварки;
Проводники соединяются только в активной части. Остальная часть проводов строго изолируется;
Изоляционным материалом может быть любой источник, вплоть до воздуха, однако температура измеряемой среды должна быть ниже 120оС. При температурах вещества до 1300оС применяются фарфоровые изоляторы. Поскольку при t> 2000оС фарфор теряет свои физические свойства и размягчается, то применяются трубки из окиси алюминия, магния, бериллия, тория, циркония;
Для предотвращения механического влияния на термопару ее помещают в предохранительную трубку-кожух с герметизированным концом. Этот кожух должен обеспечивать изоляцию от внешней среды, предотвращать механические натяжения и обеспечивать хорошую теплопроводность. Выдерживание предельной температуры термопары в течение длительного времени и стойкость к активной среде контролируемого вещества являются основополагающими требованиями к трубке-кожуху.

Типы термопар и их характеристики

Термопара хромель-алюмель (ТХА)

Термопара хромель-алюмель ТП6

Термоэлектрический преобразователь хромель-алюмель предназначен для эксплуатации в агрессивных и благородных средах, а также допускается использовать в сухом водороде и вакууме, однако на короткое время. Отличительной особенностью ТХА является максимальная устойчивость к облучению внутри ядерного реактора. К недостаткам устройства относятся сравнительно высокая восприимчивость к механическим воздействиям и непостоянство температурной электродвижущей силы. Такие типы термопар применимы для измерения температуры вещества от -200оС до 1100оС и эксплуатируются в основном в сталеварных печах, энергосиловой аппаратуре, отопительных приборах и научной работе.

В качестве положительного электрода выступает проводник никелевого сплава хромель НХ9,5, а роль отрицательного электрода занимает проволока никелевого сплава алюмель НМцАК2-2-1.

Термопара хромель-копель (ТХК)

Термопара хромель-копель ТХК 1199

Основными областями по применению термопар хромель-копель являются промышленные, производственные предприятия и сфера научных исследований. Наряду с остальными термопарами, устройство работает в основном для длительных измерений температуры до 600оС, хотя граничные пределы по температуре составляют от -253оС до 1100оС. Имеется максимальная восприимчивость из всех выпускаемых термопар, также присутствует паразитная большая восприимчивость к механическому воздействию на термодатчик. В качестве проводника для позитивного щупа используется никелевый сплав хромель НХ9,5, проволокой же для негативного щупа является медно-никелевый сплав копель МНМц43-0,5.

Термопара железо-константан (ТЖК)

Термопара железо-константан

Термоэлемент ЖК нашел применение в научных испытаниях и производственных предприятиях в агрессивных, благородных, восстановительных веществах и вакууме при -203оС<t<1100оС. Кроме высокой восприимчивости, к достоинствам ТЖК относится низкая себестоимость. Большая восприимчивость к механическому воздействию на электроды и маленькая коррозийная устойчивость металлического щупа являются негативными сторонами ТЖК. Сырьем для позитивного электрода термопары является малоуглеродистая сталь, отрицательный электрод состоит из медно-никелевого сплава константан МНМц40-1,5.

Термопара вольфрам-рений (ТВР)

Термопара вольфрам-рений

В производстве керамики, тугоплавких металлов, твердых сплавов, разливке стали, контроле температуры газовых потоков, низкотемпературной плазмы применяется термопара вольфрам-рений. Эти типы термопар считаются наилучшими термопарами в промышленности с рабочей t>1800оС. Веществами, с которыми эксплуатируется термопара, являются сухой водород, азот, гелий, аргон и вакуум при температуре 1300оС<t<3000оС.

К достоинствам прибора ВР относятся:

Наилучшая механическая устойчивость при высоких температурах;
Стабильная работа при знакочередующихся нагрузках;
Устойчивость к многократным и стремительным теплосменам.
Простота в производстве и не восприимчивость к загрязнениям.

Отрицательными свойствами являются недостаточная воспроизводимость температурной электродвижущей силы, нестабильность работы при облучении.

Материалами позитивного и негативного проводников, соответственно, являются:

ВР5 и ВР20;
ВАР5 и ВР20;
ВР10 и ВР20.

Термопара вольфрам-молибден (ТВМ)

Будучи очень дешевыми термопарами, эти типы термопар массово эксплуатируются для

измерения температуры в благородных средах, водороде, вакууме, при 1400оС<t<1800оС. К дополнительным преимуществам относятся большая механическая устойчивость и отсутствие суровых правил к химической чистоте от момента производства до установки и работы. Недостатками являются хрупкость элемента при больших температурах, низкое значение электродвижущей силы и восприимчивости, смена полюсов при t>1400оС.

Позитивные и негативные электроды изготавливаются из вольфрамовой и молибденовой проволоки, которые являются металлами технической чистоты.

Термопара платинородий-платина (ТПП)

Термопара платинородий-платина

Функциональность ТПП характеризуется максимальной достоверностью и устойчивостью, потому широко применяется в научных опытах и технике. Также за счет своих физических особенностей ТПП стала эталоном температурной шкалы МПТШ-68. Комфортный температурный диапазон – до 1600оС. Слабой стороной ТПП является повышенная восприимчивость к загрязнениям, очень высокая цена, нестабильная работа при облучении. В качестве материалов щупов выступают сплавы платинородия ПР10 или ПР13 для позитивного щупа и платина для негативного щупа.

Термопара платинородий-платинородий (ТПР)

Эти типы термопар, прежде всего, эксплуатируются при производстве цемента, стали и стекла, огнеупоров, ввиду возможности длительное время контролировать температуру более 1400оС. Помимо возможности применения в вакуумной среде, к дополнительным преимуществам ТПР относятся сравнительно большая устойчивость при очень больших температурах, лучшая механическая прочность, практически отсутствие хрупкости и минимальная восприимчивость к загрязнению. Проводник электропозитивного щупа изготовлен из платинородия ПР30, негативный щуп выполнен на платинородия ПР6.

Изложенный материал объясняет, что такое термопара, их разнообразие, специфические особенности и сферы использования. Становится понятен физический смысл и порядок определения температуры в той или иной среде.

Как подключить термопару

Термопарами широко пользуются для измерения температуры на различных объектах и автоматизированных системах контроля и управления. Использование для измерения температуры термопарами является популярным благодаря своей простоте и конструкционной надежности датчика. Термопары (термоэлектрические преобразователи) можно использовать при больших температурных диапазонах, кроме того, они являются очень дешевыми.

В общем, у них множество плюсов. Какие способы есть для подключения термопары и измерения температуры нужного объекта?

Вы можете воспользоваться для подключения термопар к приборам специальными термоэлектродными (компенсационными) проводами. Для их изготовления надо использовать те же материалы, что использовались при изготовлении самой термопары. Вы можете также пользоваться металлическими проводами, имеющими термоэлектрические характеристики, которые являются аналогичными свойствам электродов на самой термопаре. Вы должны соблюдать полярность в процессе соединения компенсационных проводов с ней.

Позаботьтесь об экранировании линии связи прибора и датчика. Благодаря этому вы избежите пагубного воздействия помех на измерительные элементы термопары. Пользуйтесь как экраном заземленной стальной трубой. Если вы не будете соблюдать данное условие, то в процессе измерения могут возникнуть значительные погрешности.

Для измерения температуры, которую имеет компьютерный процессор, вам надо просверлить радиатор по центру, затем произвести установку датчика именно в это место. При этом вам надо прижать датчика используя любые подручные средства. Вы можете использовать клей для его закрепления, но при использовании этого варианта у вас могут возникнуть некоторые сложности. Кроме вы будете испытывать сложности с теплопроводностью самого радиатора, поэтому этим методом необходимо пользоваться только в крайнем случае.

Произведите подключение электронной измерительной системы или измерительного прибора на концы термоэлектродов или в месте разрыва одного из них. Термопарой и измерительным электрическим прибором будет образован термоэлектрический термометр. В тех местах, где подключаются проводники термопары, начнет появляться термоЭДС. Оно оказывает воздействие на вход в измерительную систему, при этом сумма сигналов начинает поступать из рабочей термопары, а также «термопар», возникших в местах их подключения.

Для того чтобы не допустить этого эффекта, вам надо стараться постоянно думать о поддержании температуры в холодном спае. Эта температура должна измеряться с помощью другого датчика, затем величина термоЭДС должна быть отнята от сигнала от термопары.

добровольные стандарты, типы, спецификации и калибровочные таблицы

Когда два разнородных металла или сплава соединяются с помощью двух соединений, они генерируют так называемую электродвижущую силу (ЭДС).

Этот эффект возникает из-за меняющихся температур двух соединений в рамках схемы. Он даже может возникать из-за градиента температуры по всей длине отдельных проводников внутри схемы.

Данное физическое явление и три его производных в виде эффекта Зеебека (прямой термоэлектрический эффект), эффекта Пельтье (обратный термоэлектрический эффект) и эффекта Томсона (эффект Томсона в ферромагнетиках – встречается реже) и лежат в основе термопар.

Термопары, если упростить, являются устройствами, которые измеряют температуру. Стандарты давно используются при разработке, производстве и эксплуатации термопар как в науке, так и в промышленности.

Большинство пользователей термопар могут быть знакомы со стандартом ANSI MC96.1 «Термопары для измерения температуры», в котором приведены таблицы с подробным описанием типов калибровки, а также допуски и другая полезная информация.

Отношения между температурой и электродвижущей силой для распространенных типов термопар описаны и в справочных таблицах документа NIST ITS 90. Аналогичная информация, а также дополнительные указания приведены в стандарте ASTM E230 / E230M-17 «Стандартные спецификации соотношений температуры и электродвижущей силы (ЭДС) для стандартных термопар».

Поскольку термопары используют связь между теплом, электричеством и несколькими металлами, их разработка, производство и эксплуатация сопряжены с некоторыми проблемами, для устранения которых были разработаны дополнительные стандарты с релевантными спецификациями и рекомендациями.

Однако прежде чем приступить к их рассмотрению, следует более детально рассмотреть структуру термопар. Так что же такое термопара? Термопары состоят из двух проводов из разных металлов, сваренных вместе на каждом конце. Эти устройства часто классифицируются по типу сплава. Например, если исходить из классификации стандарта ASTM E230 / E230M-17, термопары типа «J» содержат одну железную проволоку и одну константановую медно-никелевую проволоку.

Кроме того, авторы стандарта ASTM E230 / E230M-17 приводят следующие типы термопары, исходя из состава их компонентов : тип «B» – платина и родий, тип «E» – никель, хром и медь, тип «J» – железо, медь и никель, тип «K» – никель, хром, алюминий и кремний, тип «N» – никель, хром, кремний и магний, тип «R» – платина и родий, тип «T» — медь и никель, тип «С» – вольфрам и рений.

Как правило, одна часть соединения термопары остается в окружающей среде, где измеряется температура, а другое соединение остается в среде с неизменной контрольной температурой. Когда происходит изменение температуры «внешнего» соединения, два разнородных металла начинают деформироваться и демонстрируют изменение сопротивления, формируя электрическое напряжение – ЭДС.

Тем, кто не знаком с термопарами, может показаться странным, что устройство, предназначенное для измерения температуры, фактически не измеряет температуру напрямую. Однако термопара может функционировать, потому что металлы проводят как тепло, так и электричество. И между тепловыми и электрическими показателями существует четкая связь. Как следствие, когда электрическое напряжение термопары изменяется, ее можно использовать для определения температуры.

Активно используясь в науке, термопары также нашли применение в самых разных отраслях: от производства энергии до изготовления целлюлозы и бумаги. Их также можно обнаружить в некоторых печах и других кухонных приборах. Термопары помогают измерять температуры в широком диапазоне значений. Они являются очень долговечными и могут быть заземлены.

Выбор термопары зависит от нескольких факторов, включая температурный диапазон, время реакции, стойкость к истиранию / вибрации, химическую стойкость, простоту калибровки и установки, а также совместимость. Эти и другие вопросы охватываются другими стандартами на термопары, включая следующие документы:

• ASTM E1350-18 «Стандартное руководство по тестированию термопар с защитным кожухом, собранных узлов термопары и проводов для подключения до и после установки или обслуживания»;

• ASTM E220-13 «Стандартный метод испытаний для калибровки термопар, учитывая методы сравнения»;

• ASTM E2846-14 «Стандартное руководство по верификации термопары»;

• ASTM E839-11 (2016) e1 «Стандартные методы испытаний термопар с защитным кожухом и кабелей для термопар с защитным кожухом»;

• ASTM E1652-15 «Стандартная спецификация для оксида магния, порошка оксида алюминия и разрушаемых изоляторов, используемых в производстве термопар из неблагородного сплава, платиновых термометров сопротивления с металлическими корпусами и термопар из благородного сплава»;

• ASTM E608 / E608M-13 «Стандартная спецификация для термопар из неблагородного сплава в металлической оболочке с минеральной неорганической изоляцией»;

• МЭК 60584-1 Ред. 3.0 b: 2013 «Термопары — Часть 1: Спецификации и допуски ЭДС».

Вышеупомянутые стандарты касаются общих концепций, связанных с термопарами и ЭДС, но важно помнить, что требования к термопарам могут различаться между отраслями. Перечень стандартов, касающихся использования этих устройств в определенной отрасли, включает помимо прочего следующие документы:

• SAE AIR 46B-1996 (SAE AIR46B-1996) «Подготовка и использование хромель-алюмелевых термопар для авиационных газотурбинных двигателей»;

• SAE AIR 65-1958 (SAE AIR65-1958) «Термоэлектрические схемы и рабочие характеристики нескольких термопар для двигателей самолетов»;

• МЭК 62651 Ред. 1.0 b: 2013 «Атомные электростанции — Важные для безопасности приборы — Термопары: характеристики и методы испытаний».

характеристики и принцип работы, выбор материалов и изготовление своими руками

Большинство предметов для обогрева и измерения, которые мы применяем в быту, требуют использования особых элементов контроля. Такие контроллеры (термопары) предохраняют приборы от перегрева и поломок. Термопару можно использовать и для небольших домашних измерений, и для лабораторных опытов. Для этого не нужно специально искать ее в магазинах. Можно разобраться в ее устройстве и сделать термопару для мультиметра своими руками.

Описание и характеристики

Термопара — это прибор, состоящий из двух различных проводников, которые соединяются в одной или нескольких точках компенсационными проводами. Когда на одном конце провода происходит измерение температуры, на другом создается напряжение определенного значения и силы. Это устройство используется для контроля температуры, а также для преобразования температуры в электрический ток.

Стоит термодатчик совсем недорого. Этот прибор вполне стандартный и измеряет большой диапазон температур. Единственным минусом в работе элемента является неточность, которая может составлять до 1 °C, а это немало для таких значений.

Сделать термопару в домашних условиях не составит труда. Необходимо только помнить, что эти устройства создаются из специальных сплавов, поэтому прослеживается предсказуемая и стойкая зависимость между напряжением и температурой.

Датчики бывают разных типов. Они классифицируются по типу используемых металлов для сплава:

хромель — алюмелевые;
платинородий — платиновые.

От состава зависит и среда применения, ведь такие контроллеры используют как в науке и промышленности, так и в домашних условиях — для котлов, колонок, духовых шкафов.

Принцип работы

Термопара — это самый популярный термодатчик, который был открыт в 1822 году немецким физиком Томасом Зеебеком. Именно поэтому принцип работы такого элемента часто называют эффектом Зеебека.

В книгах и учебниках этот эффект описывают так: если спаи проводников имеют неидентичные температуры, то между ними образовывается электрическая сила (термоэдс), значение которой пропорционально разности температур спаев.

Здесь нужно подчеркнуть, что принимать во внимание стоит именно разность температур, а не какой-либо показатель вообще. Кроме того, если оба спая имеют равнозначную температуру, то термоэдс в цепи не возникнет.

Перед тем как приступить к изготовлению термодатчика, нужно подготовить все материалы и инструменты. Электроды термопары состоят из разнородных материалов, для выбора которых нужно определиться с типом изделия и сферой использования.

Типы термодатчиков обозначаются буквами латинского алфавита и имеют свои характеристики. Например, популярная модель TYPE K состоит из сплава хромель-алюмель, а диапазон ее измерений — 200−1200 °C. Произведя несложные расчеты, можно говорить о нелинейности (термоэдс -35 — 32 мкВ/°C), в то время как нелинейность характеристики должна быть наименьшей. В этом случае погрешность при измерениях будет совсем небольшой.

Термопара может располагаться на удаленном расстоянии от самого оборудования. Для этого ее подключают с помощью специального кабеля. Сам кабель делают из тех же материалов, что и термопару. Разница только в диаметре.

Изготовление термодатчика

Для изготовления термопары своими руками необходимо приобрести проволоку из подходящих материалов. Здесь важное значение имеет диаметр, так как от него зависит погрешность при измерении температуры. Рекомендуется брать проволоку меньшего диаметра, особенно если исследоваться будут объекты небольших размеров.

Материал зависит от диапазона температур, с которым предполагается работа. Наиболее распространенные варианты: хромель-алюмель, медь-константан. Само изготовление заключается в создании соединения, сплава двух проволок. Зачастую для этого используется какой-то источник напряжения (к примеру, автомобильный аккумулятор или трансформатор).

Дальнейшие этапы работы таковы:

свободные концы скрученной проволоки подключают к одному из полюсов источника напряжения;
вывод подсоединяется к другому из полюсов, который дополнительно соединен еще и с графитным карандашом.

При возникновении электрической дуги возникает соединение проволок термопары. При этом напряжение для соединения проводов подбирается путем эксперимента. Как правило, оптимальное значение 40−50 В, но оно может быть меньше, так как зависит от материалов и длины изделия.

Еще один главный момент — соблюдение техники безопасности. Очень важно не использовать слишком высокое напряжение и не касаться оголенных проводов. Лучше заизолировать их специальной лентой или закрыть керамической трубкой.

Это самый простой и доступный способ изготовления термопары для мультиметра своими руками. Иногда проволоки для термопар спаивают с помощью паяльника. Но тогда придется дополнительно приобрести специальный припой и придерживаться определенных температур в работе.

Каковы характеристики и характеристики термопары?

Термопары — это датчики, которые можно использовать для измерения температуры многих различных предметов в таких отраслях, как производство. В промышленности даже небольшие изменения температуры могут повлиять на работу оборудования. Термопары невероятно важны.

Термопары

работают с использованием двух разных видов металла с разными электрическими зарядами. При изменении температуры в оборудовании сами металлы твердеют или размягчаются в зависимости от полярности.Электрики и машинисты используют термопары для обнаружения изменений температуры, которые могут повредить оборудование.

Полярность

Каждая термопара имеет как положительный, так и отрицательный провод. Положительный и отрицательный провода используются вместе для считывания температуры. Полярность (или заряд между положительным и отрицательным проводами) должна поддерживаться для того, чтобы термопара работала. Поскольку каждый производитель использует разные цвета для обозначения положительных или отрицательных проводов, вам нужно будет проверить производителя термопары, чтобы убедиться, что вы в безопасности.Например, один производитель (ANSI / ASTM E230) использует красный цвет для обозначения отрицательного провода. Другой производитель, IEC 60584, использует белый цвет для отрицательного провода. Перевернутая полярность является не только потенциальной угрозой безопасности, но и одной из наиболее распространенных ошибок подключения.

Допуск

Будьте осторожны, когда ищете термопары, потому что разные термопары имеют разные уровни допуска или точности. Некоторые производители перечисляют свои требования к точности в соответствии со стандартными пределами, специальными пределами и степенью расширения.Стандартные пределы — это стандартный допуск термопары во всем диапазоне температур. Если термопара измеряется с использованием специальных пределов погрешности, точность составляет 1⁄2 точности при стандартном пределе погрешности. Если допуск вашей термопары соответствует классу удлинения, предполагается, что термопара не будет использоваться в областях, где есть значительные изменения температуры, но вместо этого их можно использовать там, где температуры возникают нечасто — если они вообще случаются. Проверьте свои термопары, чтобы узнать, какой у вас класс.Иногда производители классифицируют термопары по разным названиям, но с одинаковым значением. Например, в стандарте IEC 60584 есть термопары класса 1, 2 и 3. Класс 1 — это специальный предел, класс 2 — стандартный предел, а класс 3 — дополнительный уровень.

Точность

Производители термопар демонстрируют точность, измеряя выходной сигнал термопары по стандартным выходным таблицам и проверяя точность при различных температурах, чтобы получить общее показание точности.Но, как и во всем остальном, что касается термопар, нужно быть осторожным. Термопары обычно используются при температуре 32 градуса по Фаренгейту (или 0 градусов Цельсия) и выше. Если вам нужна термопара, которая работает при более низкой температуре, вам понадобится термопара, специально предназначенная для работы с отрицательными температурами. Если у вас нет термопары для низких температур, ваши показания для низких температур не будут точными.

Понимание и использование термопар может означать разницу между машиной, работающей должным образом, и машиной, которая работает при слишком высокой или слишком низкой температуре.Если вам нужна дополнительная информация, не стесняйтесь обращаться к нам сегодня.

Характеристики термопар

Базовая термопара

характеристики	общие	состав	диапазон температур	подходящее применение	неподходящее применение
термопары
тип E	термопара из недрагоценных металлов NiCr -CuNi (никель-хром / медь-никель) одиночные провода из неблагородных металлов	EP-ножка: 89-90% никеля, 9-9,5% хрома, 0,5% кремния и остаток железа: C, Mn, Nb, Co EN-ветка: 55% меди, 45% никеля прибл. 0,1%, кобальт, железо и марганец	-200 ° C / + 700 ° C	в чистой, окислительной (воздух) или нейтральной атмосфере (инертные газы) высокая устойчивость к коррозии малый теплопроводность	не серная, восстановительная или поочередно окисляющая и восстановительная атмосфера u не применяется в вакууме в течение длительного времени
тип J	термопара из недрагоценных металлов Fe — CuNi (железо / медь- никель) одинарная проволока из недрагоценных металлов	JP-полоса: 99,5% железа, прибл.0,25% марганца, прибл. 0,12% меди, остальное: прочие примеси JN-ветка: 55% меди, 45% никеля прибл. 0,1%, кобальт, железо и марганец	-180 ° C / + 700 ° C	от 0 до 760 ° C в вакууме, окислительной (воздух), восстановительной или инертной атмосфере (инертные газы)	температура ниже 0 ° C сернистая атмосфера выше + 500 ° C выше 760 ° C только с проводами большего диаметра
тип K	базовая термопара NiCr — NiAl (никель-хром / никель-алюминий ) одинарные проволоки из недрагоценных металлов	Ножка КП: 89-90% никеля, 9-9,5% хрома, 0,5% кремния и остального железа: C, Mn, Nb, Co KN- ножка: 95-96% никель, 1-1,5% кремния, 1-2,3% алюминия, 1-3,2% марганца, 0,5% кобальта, остальное: Fe, Cu, Pb	-270 ° C / + 1372 ° C	от 250 ° C до 1260 ° C в чистой, окислительной (воздух) и нейтральной атмосфере (инертные газы) для более высоких температур рекомендуются провода большего диаметра	от 250 ° C до 600 ° C не подходит для точных измерений с быстрыми изменениями температуры не подходит в течение длительного времени при высоких температурах в вакууме не применяется при высоких температурах в сернистой, восстановительной или поочередно окислительной и восстанавливающей атмосфере без защиты не использовать в атмосфере, благоприятствующей «зеленой плесени»
тип L	базовая термопара Fe — CuNi (железо / медь-никель) одиночные провода из недрагоценных металлов	LP-ножка: 99,5% железа, ок. 0,25% марганца, около 0,12% меди, балансовая способность: другие примеси LN-ветка: 55% меди, 45% никеля, около 0,1% кобальта, железа и марганца	0 ° C / + 900 ° C	от 0 ° C до 760 ° C в вакууме, окислительной (воздух), восстановительной или инертной атмосфере (инертные газы) выше 500 ° C рекомендуется проволока большего диаметра	Температура ниже 0 ° C сернистая атмосфера выше + 500 ° C выше 760 ° C только с проводами большего диаметра
тип N	базовая термопара NiCrSi — NiSi (никель-хром-кремний / никель-кремний -магний) одинарная проволока из недрагоценных металлов	NP-ветвь: 84% никеля, 14-14,4% хрома, 1,3-1,6% кремния, балансовая способность (не более 0,1%) : Mn, Fe, C, Co NN-ветвь: 95% никель, 4,2-4,6% кремний, 0,5-1,5% магний, баланс: Fe, Co, Mn, C, ( всего 0,1-0,3%	-270 ° C / + 1300 ° C 9 0054	от 300 ° C до 1260 ° C в чистой, окислительной (воздух) и нейтральной атмосфере (инертные газы)	не использовать при высоких температурах в сернистой, восстановительной или поочередно окислительной и восстановительной атмосфере без защита не использовать при высоких температурах в вакууме не использовать в атмосфере, благоприятствующей «зеленой плесени» восстановительной атмосфере
тип R	базовая термопара Pt13% Rh — Pt (платина 13% родий / платина) одинарные проволоки из платины и сплава платина с родием	Ветвь RP: платина чистотой 99,99% с родиевым сплавом (чистота 99,98%) 13 ± 0,05% родиевая часть RN-ветка : платина с чистотой 99,99%	-50 ° C / + 1768,1 ° C (точка плавления) рекомендуется: до + 1300 ° C	чистая, окислительная атмосфера (воздух), неагрессивная ( инертные-) газы и кратковременные в вакууме выше + 1200 ° C тип B более подходящий	восстановительная атмосфера Металлические газы (например, пломб или цинк) агрессивные пары, содержащие мышьяк, фосфор или серу никогда не используйте металлические защитные трубки с более высокими температурами чувствительные от примесей примесных металлов
тип S	базовая термопара Pt10% Rh — Pt (платина 10% родий / платина) одиночные проволоки из платины и платино-родиевого сплава	SP-ножка: платина с Чистота 99,99% с родиевым сплавом (чистота 99,98%) 10 ± 0,05% часть родия Ножка SN: платина с чистотой 99,99%	-50 ° C / + 1768,1 ° C (температура плавления) рекомендуется: до + 1300 ° C	чистая, окислительная атмосфера (воздух), неагрессивные (инертные) газы и кратковременно в вакууме выше + 1200 ° C тип B более подходящий	красный Металлические газы (например, пломб или цинк) агрессивные пары, содержащие мышьяк, фосфор или серу никогда не используйте металлические защитные трубки с более высокими температурами чувствительные к примесям примесных металлов
тип B	(Pt 30% Rh — Pt 6% Rh платина -0% родий / платина-6% родий) одиночные провода из платины и сплава платина-родий	BP-ножка: платина с чистотой 99,99% с родиевым сплавом (чистота 99,98%) 29,60 ± 0,2% родиевая часть Ветвь BN: платина чистотой 99,99% с родиевым сплавом (чистота 99,98%) 6,12 ± 0,02% родия в доле	макс. + 1820 ° C (температура плавления) до + 1700 ° C	чистая, окислительная атмосфера нейтральная атмосфера вакуум	восстановительная атмосфера или другая с агрессивными парообразными примесями, которые вступают в реакцию с металлами платиновой группы, если она не защищена неметаллической защитной трубкой
тип T	базовая термопара Cu — CuNi (медь / медь-никель) одиночные провода из неблагородных металлов	TP- ветвь: 99,95% меди, 0,02-0,07% кислорода, 0,01% примесей TN-ветка: 55% меди, 45% никеля прибл.0,1% кобальта, железа и марганца	-270 ° C / + 400 ° C	от -200 ° C до 370 ° C в вакууме, окислительной (воздух), восстановительной или инертной атмосфере (инертные газы) при более высоких температурах рекомендуются провода большего диаметра	выше + 370 ° C не подходит в атмосфере водорода не подходит в радиоактивной среде
тип U	Термопара Unedelmetall-base Cu — CuNi (медь / медь-никель) одинарная проволока из недрагоценных металлов	UP-ветвь: 99,95% меди, 0,02-0,07% кислорода, 0,01% примесей UN-ветка: 55% меди, 45% никеля прибл. 0,1% кобальта, железа и марганца	0 ° C / + 600 ° C (+ 400 ° C)	от -200 ° C до 370 ° C в вакууме, окислительном (воздух), восстановительном или инертная атмосфера (инертные газы) при более высоких температурах рекомендуется больший диаметр провода	выше + 370 ° C не подходит для атмосферы водорода не подходит для радиоактивной среды

Обзор датчиков температуры — NI

Используйте следующие характеристики, чтобы определить возможности и производительность вашего датчика температуры.Они применимы ко всем типам датчиков температуры, но с некоторыми оговорками и угловыми случаями. Выбирая датчик, осознайте влияние каждой характеристики на ваши измерения и обязательно выберите датчик, который точно соответствует требованиям вашего проекта.

Диапазон температур

Температурный диапазон датчика определяет температуры, при которых датчик рассчитан на безопасную работу и обеспечивает точные измерения. Каждый тип термопары имеет определенный температурный диапазон, основанный на свойствах металлов, используемых при создании этой термопары.ТС предлагают меньший температурный диапазон в обмен на лучшую линейность и точность, а термисторы обеспечивают самые низкие диапазоны температур, но превосходную чувствительность. Понимание всего диапазона температур, в которых вы можете подвергать датчик, может помочь предотвратить повреждение датчика и обеспечить более точные измерения.

Линейность

Идеальный датчик должен иметь абсолютно линейный отклик: единичное изменение температуры приведет к единичному изменению выходного напряжения во всем температурном диапазоне сенсора.В действительности, однако, ни один датчик не является идеально линейным. Рисунок 1 дает представление о зависимости температуры от напряжения трех датчиков, исследуемых в этом техническом документе.

Рисунок 1: Отклик датчиков температуры и выходного сигнала

Чувствительность

Чувствительность данного датчика показывает процентное изменение измеряемого выходного сигнала при заданном изменении температуры. Более чувствительный датчик, такой как термистор, может легче обнаруживать небольшие изменения температуры, чем менее чувствительный датчик, такой как термопара.Однако эта чувствительность достигается за счет линейности. Это может быть важным фактором при выборе идеального датчика для измеряемых температур. Если вы намереваетесь фиксировать изменения долей градуса в небольшом диапазоне температур, более идеальным вариантом будет термистор или RTD. Для регистрации более значительных изменений температуры в более широком диапазоне температур может быть достаточно термопары. Рисунок 2 дает относительное представление о напряжении.

Рисунок 2: Чувствительность различных типов датчиков температуры.

Время отклика

Время отклика — это время, необходимое датчику для реакции на изменение температуры. Многие факторы могут вызвать увеличение или уменьшение времени отклика. Например, более крупный RTD или термистор имеет более медленное время отклика, чем меньший. В обмен на этот недостаток и более низкое тепловое шунтирование, более крупный резистивный датчик температуры или термистор менее подвержен ошибкам самонагрева. Точно так же незаземленные переходы термопар обеспечивают более медленное время отклика в обмен на электрическую изоляцию.На рисунке 3 показана относительная разница во времени отклика для незаземленных и заземленных термопар.

Рисунок 3: Время отклика заземленных и незаземленных термопар

Стабильность

Стабильность датчика температуры является показателем его способности поддерживать постоянный выходной сигнал при заданной температуре. Материал играет ключевую роль в стабильности данного датчика. По этой причине RTD часто изготавливают из платины, а также для обеспечения низкой реактивности.Однако подложка, к которой прикреплена платина, может деформироваться при длительном воздействии высоких температур, что может вызвать дополнительную и неожиданную деформацию, которая приведет к изменению измеренного сопротивления.

Точность

Как и в любом другом измерительном приложении, понимание требований к точности имеет решающее значение для обеспечения надежных результатов. Выбор вашего датчика и измерительного оборудования играет важную роль в абсолютной точности измерения, но более мелкие детали, такие как кабели, относительная близость к другому оборудованию, экранирование, заземление и т. Д., Также могут влиять на точность.При выборе датчика обратите внимание на указанные допуски и любые факторы, которые могут повлиять на эти характеристики (например, длительное воздействие высоких температур). Также будьте осторожны, выбирая датчик и измерительное устройство с аналогичной точностью. ТС с жестким допуском обходится дороже, но вы не сможете добиться дополнительной точности, если используете низкокачественное измерительное устройство.

Прочность

Чтобы ваши датчики температуры оставались работоспособными на протяжении всего приложения, вам необходимо понимать среду, в которой вы их развертываете. Некоторые датчики (например, термопары) более долговечны из-за своей конструкции. Однако металлы, выбранные для конкретной термопары, обладают разной устойчивостью к коррозии. Кроме того, датчик, заключенный в изолирующий минерал и защитную металлическую оболочку, более устойчив к износу и коррозии с течением времени, но он стоит дороже и обеспечивает меньшую чувствительность. Следует также отметить, что различные конфигурации датчиков могут иметь особые требования к монтажу для обеспечения надежного физического и теплового соединения.

Стоимость

Как и в случае с любым другим аспектом проекта, стоимость может быть ключевым ограничивающим фактором. Например, в приложениях с большим количеством каналов преимущества линейности RTD могут быть перевешены относительным увеличением стоимости по сравнению с термопарами. Вы также должны учитывать добавленную стоимость проводки, монтажа и кондиционирования сигнала при рассмотрении общей стоимости системы.

Требования к условию сигнала

Для каждого типа датчика температуры требуется определенный уровень обработки сигнала для адекватного сбора и оцифровки измеренного сигнала для обработки. Выбранное вами измерительное оборудование может быть столь же важным для обеспечения точных измерений, как и датчик, и может смягчить или усугубить недостатки каждого типа датчика. Эти функции преобразования сигнала включают следующее:

Усиление
Компенсация холодного спая (только термопары)
Фильтрация
Возбуждение (только RTD и термисторы)
Корректировка ошибки смещения
Масштабирование до единиц температуры
Коррекция сопротивления свинца
Межканальная изоляция
Обнаружение обрыва термопары (только термопары)

Для чего используются термопары?

Термопары — это датчики температуры, изготовленные из двух металлических сплавов.Когда два металла соединяются вместе, образуя соединение, при разнице температур между ними возникает напряжение. Это известно как эффект Зеебека.

Эффект Зеебека

Немецкий врач, ставший физиком Томас Иоганн Зеебек открыл эффект Зеебека. Он взял два разных металла, один из которых имел более высокую температуру, чем другой, и сделал последовательную цепь, соединив их вместе. Он обнаружил, что может генерировать напряжение.Чем больше разница температур между ними, тем выше создаваемое напряжение, и он обнаружил, что результаты не зависят от формы металла.

Значение

Термопары ценны в науке и технике благодаря таким характеристикам, как быстрое время реакции и небольшой размер. Они способны точно измерять экстремальные температуры в диапазоне от 270 до 2500 градусов по Цельсию и с ошибками от 0,5 до 2 градусов по Цельсию.

Недостатком термопар является то, что генерируемые сигналы могут быть нелинейными, и поэтому их необходимо тщательно калибровать.

Конструкция

Два металлических сплава соединяются вместе, образуя соединение. Одна часть перехода помещается на источник, температура которого должна быть измерена, в то время как другой конец поддерживается на постоянном уровне эталона с помощью источника температуры. Источником температуры обычно является твердотельный датчик температуры, хотя более старые используют баню с ледяной водой.

Одним из факторов температурной чувствительности является вид используемых сочетаний металлов. Комбинация никель-никель имеет диапазон температур от -50 до 1410 градусов Цельсия, а рений-рений может измерять от 0 до 2315 градусов Цельсия.Наиболее распространены хромель-алюмель, медь-константан и железо-константан.

Типы

Есть несколько различных типов. Они классифицируются в зависимости от максимальной температуры, которую они могут измерить, где они могут работать, и их прочности. Наиболее распространенными являются J, K, T и E. Например, термопары типа J можно использовать без покрытия, называемого оболочкой, хотя такое покрытие рекомендуется для продления их срока службы. Термопары типа J могут работать в средах, где недостаточно свободного кислорода, и могут измерять температуру до 760 градусов Цельсия.

Использование

Термопары — самый популярный тип датчиков температуры. Они используются в качестве больничных термометров и при диагностических испытаниях автомобильных двигателей. Некоторые газовые приборы, такие как бойлеры, водонагреватели и духовки, используют их в качестве средств безопасности; если контрольная лампа не горит, термопара останавливает работу газового клапана. Они также используются в качестве вспомогательного средства при пастеризации молока и в качестве пищевых термометров. В промышленности они ценны как зонды и датчики.

Термопара

Введение в измерение температуры

Термопара — датчик для измерения температуры.Этот датчик состоит из двух разнородных металлических проводов, соединенных одним концом и подключенных к термометр с термопарой или другое устройство с функцией термопары на другом конце. При правильной настройке термопары могут обеспечивать измерения температуры.

в широком диапазоне температур. Термопары

известны своей универсальностью в качестве датчиков температуры, поэтому широко используются в широком диапазоне применений — от термопар промышленного использования до обычных термопар, используемых в коммунальных службах и обычных приборах.Из-за широкого диапазона моделей и технических характеристик чрезвычайно важно понимать его основную структуру, принцип работы и диапазоны, чтобы лучше определить, какой тип и материал термопары подходит для вашего применения.

OMEGA Engineering предлагает широкий выбор датчиков температуры и термопар в Малайзии.

Подробнее о термопарах

Эффект Зеебека

В 1821 году Томас Зеебек обнаружил непрерывное протекание тока в термоэлектрической цепи, когда два провода из разнородных металлов соединяются на обоих.

заканчивается и один из концов нагревается.

Как работает термопара?

Когда два провода, состоящие из разнородных металлов, соединяются на обоих концах и один из концов нагревается, в проводе протекает постоянный ток. термоэлектрическая цепь. Если эта цепь разорвана в центре, сетевое напряжение холостого хода (напряжение Зеебека) является функцией соединения температура и состав двух металлов. Это означает, что когда соединение двух металлов нагревается или охлаждается, создается напряжение, которое может быть обратно соотнесено с температура.

Типы термопар

Термопары доступны в различных комбинациях металлов или калибровок. Наиболее распространены термопары из «основного металла», известные как типы J, K, T, E. и N. Существуют также высокотемпературные калибровки — также известные как термопары из благородных металлов — типов R, S, C и GB.

Каждая калибровка имеет свой диапазон температур и среду, хотя максимальная температура зависит от диаметра провода, используемого в термопара.

Хотя калибровка термопары определяет диапазон температур, максимальный диапазон также ограничен диаметром термопары. провод. То есть очень тонкая термопара может не достичь полного диапазона температур.

Термопары типа

K известны как универсальные термопара из-за невысокой стоимости и температурного диапазона.

Как выбрать термопару

1.Определите область применения, в которой будет использоваться термопара

2. Проанализируйте диапазоны температур, в которых будет работать термопара.

3. Примите во внимание любую химическую стойкость, необходимую для материала термопары или оболочки.

4. Оцените потребность в стойкости к истиранию и вибрации.

5. Перечислите все требования для установки.

Как выбрать тип термопары?

Поскольку термопары измеряют в широком диапазоне температур и могут быть относительно прочными, термопары очень часто используются в промышленности.При выборе термопары используются следующие критерии:
— Диапазон температур
— Химическая стойкость термопары или материала оболочки
— Устойчивость к истиранию и вибрации
— Требования к установке (может потребоваться совместимость с существующим оборудованием; существующие отверстия могут определять диаметр зонда)

Какое время отклика термопары?

Постоянная времени определяется как время, необходимое датчику для достижения 63.2% ступенчатого изменения температуры при заданном наборе условий.

Чтобы датчик приблизился к 100% значения ступенчатого изменения, требуется пять постоянных времени. Термопара с открытым спаем обеспечивает самый быстрый отклик. Кроме того, чем меньше диаметр оболочки зонда, тем быстрее отклик, но максимальная температура может быть ниже. Однако имейте в виду, что иногда оболочка зонда не может выдерживать полный диапазон температур термопары.Узнайте больше о времени отклика термопар.

Как мне узнать, какой тип соединения выбрать?

Доступны зонды с термопарами в оболочке с одним из трех типов спая: заземленный, незаземленный или открытый. На конце зонда с заземленным переходом провода термопары физически прикреплены к внутренней стороне стенки зонда. Это приводит к хорошей теплопередаче. снаружи через стенку зонда до спая термопары.В незаземленном зонде спай термопары отделен от стенки зонда. Время отклика ниже, чем у заземленного типа, но незаземленный обеспечивает гальваническую развязку.

Выберите подходящую термопару

Термопара из бисерной проволоки
Термопара из бисерной проволоки — это простейшая форма термопары.Он состоит из двух отрезков проволоки для термопар, соединенных между собой сварным валиком. Поскольку выступ термопары обнажен, существует несколько ограничений применения. Термопара из проволоки с бусами не должна использоваться с жидкостями, которые могут вызвать коррозию или окисление сплава термопары. Металлические поверхности также могут быть проблематичными.

Часто металлические поверхности, особенно трубы, используются для заземления электрических систем. Непрямое подключение к электрической системе может повлиять на измерения термопары. Как правило, термопары из бисерной проволоки являются хорошим выбором для измерения температуры газа.Поскольку они могут быть очень маленькими, они также обеспечивают очень быстрое время отклика. Датчик термопары
Зонд термопары состоит из провода термопары, помещенного внутри металлической трубки.Стенка трубки называется оболочкой зонда. Общий материалы оболочки включают нержавеющую сталь и Inconel®. Инконель поддерживает более высокие диапазоны температур, чем нержавеющая сталь, однако нержавеющая сталь часто предпочтительнее из-за его широкой химической совместимости.

Для очень высоких температур также доступны другие экзотические материалы для оболочки. Посмотреть нашу линию высоких температурные экзотические термопары.

Наконечник зонда термопары доступен в трех различных стилях. Заземленный, незаземленный и незащищенный. С заземленным наконечником термопара находится в контакт со стенкой оболочки. Заземленный переход обеспечивает быстрое время отклика, но он наиболее чувствителен к контурам электрического заземления. В необоснованном спаев термопара отделяется от стенки оболочки слоем изоляции. Наконечник термопары выступает за пределы стенки оболочки с открытым спаем.Термопары с открытым спаем лучше всего подходят для измерения воздуха.

Поверхностный зонд
Для большинства типов датчиков температуры измерение температуры твердой поверхности затруднено.

Чтобы обеспечить точное измерение, весь область измерения датчика должна соприкасаться с поверхностью.Это сложно при работе с жестким датчиком и жесткой поверхностью. С термопары изготовлены из гибких металлов, спай может быть плоским и тонким, чтобы обеспечить максимальный контакт с жесткой твердой поверхностью. Эти термопары являются отличным выбором для измерения поверхности. Термопару можно даже встроить в механизм, который вращается, что делает ее пригодной для измерения температура движущейся поверхности.Тип K — это ChrOMEGA ™ / AlOMEGA ™. Беспроводные термопары
Беспроводные передатчики Bluetooth, которые подключаются к смартфонам или столам для регистрации и мониторинга измерений температуры.

Эти преобразователи измеряют различные входные сигналы датчиков, включая, помимо прочего, температуру, pH, RTD, относительную влажность. Передача данных осуществляется по беспроводной технологии Bluetooth на смартфон или планшет. с установленным приложением. Приложение позволит смартфону выполнить сопряжение и настроить несколько передатчиков.

Часто задаваемые вопросы

Какова точность и температурный диапазон различных термопар?

Вы можете узнать больше о точности термопары и диапазонах температур с помощью этого цветового кода термопары. стол.Важно помнить, что и точность, и дальность зависят от таких факторов, как сплавы термопары, измеряемая температура, конструкция датчика, материал оболочки, измеряемая среда, состояние среды (жидкой, твердой или газообразной) и диаметром провода термопары (если он оголен) или диаметром оболочки (если провод термопары не обнажены, но обшиты).

Что использовать: заземленный или незаземленный зонд?

Это зависит от приборов.Если есть вероятность, что может быть ссылка на землю (обычная для контроллеров с неизолированными входами), тогда требуется незаземленный зонд. Если прибор представляет собой портативный измеритель, то почти всегда можно использовать заземленный зонд.

Можно ли использовать какой-либо мультиметр для измерения температуры с помощью термопар?

Величина термоэлектрического напряжения зависит от закрытого (чувствительного) конца, а также открытого (измерительного) конца отдельных выводов термопары из сплава.Приборы для измерения температуры, в которых используются термопары, учитывают температуру на измерительном конце для определения температуры на измерительном конце. Большинство милливольтметров не имеют такой возможности и не имеют возможности выполнять нелинейное масштабирование для преобразования измерения милливольтметра в значение температуры.

Можно использовать справочные таблицы для корректировки определенных показаний милливольт и расчета измеряемой температуры.Тем не менее значение коррекции необходимо постоянно пересчитывать, так как оно обычно не является постоянным во времени. Небольшие изменения температуры на измерительном приборе и чувствительный конец изменит значение коррекции.

Как выбрать между термопарами, резистивными датчиками температуры (RTD), термисторами и инфракрасными приборами?

Вы должны учитывать характеристики и стоимость различных датчиков, а также доступное оборудование.Кроме того, термопары обычно могут измерять температуры в широком диапазоне температур, недорого и очень надежно, но они не так точны и стабильны, как термометры сопротивления и термисторы. RTD стабильны и имеют довольно широкий диапазон температур, но не такие прочные и недорогие, как термопары.

Поскольку они требуют использования электрического тока для При проведении измерений RTD могут иметь неточности из-за самонагрева.Термисторы, как правило, более точны, чем RTD или термопары, но у них гораздо больше более ограниченный температурный диапазон. Также они подвержены самонагреву. Инфракрасные датчики можно использовать для измерения температуры выше, чем у любых других устройств. и делать это без прямого контакта с измеряемыми поверхностями. Однако они, как правило, не так точны и чувствительны к поверхностному излучению. эффективность (точнее, коэффициент излучения поверхности).Используя оптоволоконные кабели, они могут измерять поверхности, которые находятся вне прямой видимости.

Магазин термопар в Малайзии

Офис OMEGA Engineering в Сингапуре обслуживает всю Юго-Восточную Азию и Тайвань.

У нас есть инженеры по приложениям и сотрудники службы поддержки продаж, готовые помочь с вашими техническими вопросами, предложениями и заказами.Универсальный источник для измерения и контроля процессов, расположенный в самом сердце Сингапура. Мы предоставляем поддержку через веб-чат, электронную почту и телефон. Приходите к нам в офис; просмотрите нашу страницу контактов для получения подробной информации о местоположении.

Термопары | Сопутствующие товары

↓ Посмотреть эту страницу на другом языке или регионе ↓

Конструкция

, принцип работы и его применение

В 1821 году физик по имени Томас Зеебек обнаружил, что когда два разных металлических провода были соединены на обоих концах одного соединения в цепи при воздействии температуры на соединение, возникнет быть потоком тока через цепь, известную как электромагнитное поле (ЭМП). Энергия, производимая цепью, называется эффектом Зеебека. Используя эффект Томаса Зеебека в качестве ориентира, оба итальянских физика, а именно Леопольдо Нобили и Македонио Меллони, в 1826 году совместно разработали термоэлектрическую батарею, которая называется тепловым умножителем. а также термобатарея для расчета излучения. Некоторые люди идентифицировали Нобили как первооткрывателя термопары.

Что такое термопара?

Термопару можно определить как своего рода датчик температуры, который используется для измерения температуры в одной конкретной точке в виде ЭДС или электрического тока. Этот датчик состоит из двух разнородных металлических проводов, соединенных вместе в одном стыке. На этом переходе можно измерить температуру, а изменение температуры металлической проволоки стимулирует напряжения.

Термопара

Величина ЭДС, генерируемая в устройстве, очень мала (милливольт), поэтому для расчета е.м.ф, вырабатываемые в схеме. Обычными устройствами, используемыми для расчета ЭДС, являются потенциометр уравновешивания напряжения и обычный гальванометр. Из этих двух балансировочный потенциометр используется физически или механически.

Принцип работы термопары

Принцип работы термопары в основном зависит от трех эффектов, а именно Зеебека, Пельтье и Томпсона.

См. Эффект Бека

Этот тип эффекта возникает между двумя разнородными металлами.Когда тепло поступает к любому из металлических проводов, поток электронов переходит от горячего металлического провода к холодному. Следовательно, постоянный ток стимулирует цепь.

Эффект Пельтье

Этот эффект Пельтье противоположен эффекту Зеебека. Этот эффект утверждает, что разница температур может быть сформирована между любыми двумя разнородными проводниками путем применения изменения потенциала между ними.

Эффект Томпсона

Этот эффект утверждает, что когда два разных металла соединяются вместе, и если они образуют два соединения, то напряжение вызывает общую длину проводника из-за градиента температуры. Это физическое слово, которое демонстрирует изменение скорости и направления температуры в определенном месте.

Конструкция термопары

Конструкция устройства показана ниже. Он состоит из двух разных металлических проводов, соединенных вместе на конце разветвления. Соединение мыслит как измерительный конец. Конец соединения подразделяется на три типа: незаземленный, заземленный и открытый.

Конструкция термопары

Незаземленный переход

В этом типе спая проводники полностью отделены от защитной крышки.Область применения этого соединения в основном включает работы по установке высокого давления. Основное преимущество использования этой функции — уменьшение эффекта паразитного магнитного поля.

Заземленное соединение

В этом типе соединения металлические провода, а также защитная крышка соединяются вместе. Эта функция используется для измерения температуры в кислой атмосфере и обеспечивает устойчивость к шуму.

Открытое соединение

Открытое соединение применимо в областях, где требуется быстрое реагирование.Этот тип спая используется для измерения температуры газа. Металл, из которого изготовлен датчик температуры, в основном зависит от расчетного диапазона температуры.

Обычно термопара конструируется с двумя разными металлическими проводами, а именно железом и константаном, которые образуют детектирующий элемент, соединяясь в одном спайе, называемом горячим спаем. Он состоит из двух спайов, один спай подключается с помощью вольтметра или передатчика, где холодный спай, а второй спай связан в процессе, который называется горячим спаем.

Как работает термопара?

Схема термопары показана на рисунке ниже. Эта схема может быть построена из двух разных металлов, и они соединяются вместе путем образования двух переходов. Два металла соединены сваркой.

На приведенной выше диаграмме соединения обозначены P & Q, а температуры обозначены T1, & T2. Когда температуры спая отличаются друг от друга, в цепи возникает электромагнитная сила.

Цепь термопары

Если температура на конце перехода превращается в эквивалент, то в цепи возникает эквивалент, а также обратная электромагнитная сила, и ток через нее не протекает. Точно так же температура на конце перехода становится несбалансированной, а затем в этой цепи индуцируется изменение потенциала.

Величина индукции электромагнитной силы в цепи зависит от материалов, используемых для изготовления термопар. Полный ток по цепи рассчитывается измерительными приборами.

Электромагнитная сила, индуцированная в цепи, рассчитывается по следующему уравнению:

E = a (∆Ө) + b (∆Ө) 2

Где ∆Ө — это также разница температур между горячим концом спая термопары. в качестве эталонного конца спая термопары a и b являются константами.

Типы термопар

In Прежде чем переходить к обсуждению типов термопар, необходимо учесть, что термопара должна быть защищена защитным кожухом для изоляции от атмосферных температур. Такое покрытие значительно минимизирует коррозионное воздействие на устройство.

Итак, существует множество типов термопар. Давайте рассмотрим их подробнее.

Тип K — также называется термопарой никель-хромового / никель-алюминиевого типа. Это наиболее часто используемый тип. Он отличается повышенной надежностью, точностью и недорого, а также может работать в расширенных диапазонах температур.

K Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -454F до 2300F (-270 ⁰ C до 1260 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот тип K имеет уровень точности

Standard +/- 2.2C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 1,1C или 0,4%

Тип J — это смесь железа / константана. Это также наиболее часто используемый тип термопар. Он отличается повышенной надежностью, точностью и недорого. Это устройство может работать только в меньших диапазонах температур и имеет короткий срок службы при работе в высоком диапазоне температур.

J Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -346F до 1400F (-210 ⁰ C до 760 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот тип J имеет уровень точности

Standard +/- 2.2C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 1,1C или 0,4%

Тип T — это смесь меди / константана. Термопара Т-типа обладает повышенной стабильностью и обычно применяется для приложений с более низкими температурами, таких как морозильные камеры со сверхнизкими температурами и криогенная техника.

T Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -454F до 700F (-270 ⁰ C до 370 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот тип T имеет уровень точности

Standard +/- 1.0C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 0,5C или 0,4%

Тип E — это смесь никель-хрома / константана. По сравнению с термопарами типов K и J, он обладает большей сигнальной способностью и повышенной точностью при работе при ≤ 1000F.

E Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -454F до 1600F (-270 ⁰ C до 870 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот тип T имеет уровень точности

Standard +/- 1.7C или +/- 0,5%, а специальные пределы составляют +/- 1,0C или 0,4%.

Тип N — считается термопарой Nicrosil или Nisil. Уровни температуры и точности типа N аналогичны типу K. Но этот тип более дорогой, чем тип K.

N Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -454F до 2300F (-270 ⁰ C) до 392 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот T-образный тип имеет уровень точности

Standard +/- 2.2C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 1,1C или 0,4%.

Тип S — считается термопарой платина / родий или 10% / платина. Термопары типа S используются в высокотемпературных приложениях, например, в биотехнологических и фармацевтических организациях. Он даже используется для приложений с меньшим температурным диапазоном из-за его повышенной точности и стабильности.

S Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -58F до 2700F (-50 ⁰ C до 1480 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот тип T имеет уровень точности

Standard +/- 1.5C или +/- 0,25%, а специальные пределы составляют +/- 0,6C или 0,1%.

Тип R — считается термопарой платина / родий или 13% / платина. Термопары типа S используются в высокотемпературных приложениях. Этот тип включает большее количество родия, чем тип S, что делает устройство более дорогим. Характеристики и производительность типов R и S почти одинаковы. Он даже используется для приложений с меньшим температурным диапазоном из-за его повышенной точности и стабильности.

R Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -58F до 2700F (-50 ⁰ C до 1480 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот T-тип имеет уровень точности

Стандартный +/- 1,5C или +/- 0,25%, а специальные пределы составляют +/- 0,6C или 0,1%

Тип B — Он рассматривается как 30% платино-родиевого или 60% платиново-родиевого термопары. Это широко используется в приложениях с более высокими температурами.Из всех вышеперечисленных типов тип B имеет самый высокий температурный предел. При повышенных температурах термопара типа B будет сохранять повышенную стабильность и точность.

B Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от 32F до 3100F (0 ⁰ C до 1700 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 100 ⁰ C)

Этот T-тип имеет уровень точности

Стандарт +/- 0,5%

Типы S, R и B считаются термопарами из благородных металлов. Они выбраны потому, что они могут работать даже в высокотемпературных диапазонах, обеспечивая высокую точность и длительный срок службы. Но по сравнению с типами из недрагоценных металлов они более дорогие.

При выборе термопары необходимо учитывать множество факторов, которые подходят для их применения.

Проверьте, какие диапазоны низких и высоких температур необходимы для вашего применения?
Какой бюджет использовать термопару?
Какой процент точности использовать?
В каких атмосферных условиях работает термопара, например, в инертном газе или окисляющем.
Каков ожидаемый уровень реакции, что означает, насколько быстро устройство должно реагировать на изменения температуры?
Какой срок службы требуется?
Проверить перед работой, погружено ли устройство в воду и на какую глубину?
Будет ли использование термопары прерывистым или непрерывным?
Будет ли термопара подвергаться скручиванию или изгибу в течение всего срока службы устройства?

Как узнать, что у вас плохая термопара?

Чтобы узнать, правильно ли работает термопара, необходимо провести тестирование устройства. Прежде чем приступить к замене устройства, необходимо убедиться, что оно действительно работает или нет. Для этого вполне достаточно мультиметра и базовых знаний электроники. В основном существует три подхода к тестированию термопары с помощью мультиметра, и они описаны ниже:

Тест сопротивления

Для выполнения этого теста устройство должно быть помещено в линию газового прибора, а необходимое оборудование — цифровой мультиметр и крокодил. клипы.

Процедура — Подсоедините зажимы типа «крокодил» к участкам мультиметра.Присоедините зажимы к обоим концам термопары, где один конец будет загнут в газовый клапан. Теперь включите мультиметр и запишите варианты считывания. Если мультиметр показывает малые значения сопротивления, значит, термопара в идеальном рабочем состоянии. Или, если показание составляет 40 Ом или более, значит, оно не в хорошем состоянии.

Тест на разрыв цепи

Используемое оборудование — зажимы «крокодил», зажигалка и цифровой мультиметр. Здесь вместо измерения сопротивления рассчитывается напряжение.Теперь зажигалкой нагрейте один конец термопары. Когда мультиметр показывает напряжение в диапазоне 25-30 мВ, значит, он исправен. Или же, когда напряжение близко к 20мВ, необходимо заменить устройство.

Тест замкнутой цепи

Используемое оборудование — зажимы типа «крокодил», адаптер термопары и цифровой мультиметр. Здесь адаптер помещается внутрь газового клапана, а затем термопара помещается на один край адаптера. Теперь включите мультиметр.Когда показание находится в диапазоне 12-15 мВ, устройство находится в исправном состоянии. Или же, когда показание напряжения падает ниже 12 мВ, это указывает на неисправное устройство.

Итак, используя описанные выше методы тестирования, можно узнать, исправна ли термопара.

В чем разница между термостатом и термопарой?

Различия между термостатом и термопарой:

900-112 до 302 ⁰ F

Характеристика	Термопара	Термостат
Диапазон температур	от -454 до 3272 ⁰ F
Диапазон цен	Меньше	Высокая
Стабильность	Обеспечивает меньшую стабильность	Обеспечивает среднюю стабильность
Чувствительность	Термопара имеет меньшую чувствительность	Термостат обеспечивает наилучшую стабильность
Линейность	Умеренная	Плохая
Стоимость системы	Высокая	Средняя

Преимущества и недостатки

К преимуществам термопар можно отнести следующее.

Высокая точность
Он прочен и может использоваться в суровых условиях, а также в условиях высокой вибрации.
Тепловая реакция быстрая
Рабочий диапазон температур широкий.
Широкий диапазон рабочих температур
Низкая стоимость и высокая стабильность

К недостаткам термопар можно отнести следующее.

Нелинейность
Наименьшая стабильность
Низкое напряжение
Требуется эталон
наименьшая чувствительность
Повторная калибровка термопары сложна

Приложения

Некоторые из приложений термопар включают следующее.

Они используются в качестве датчиков температуры в термостатах в офисах, домах, офисах и на предприятиях.
Они используются в промышленности для контроля температуры металлов в чугуне, алюминии и металле.
Они используются в пищевой промышленности для криогенных и низкотемпературных применений. Термопары используются в качестве теплового насоса для термоэлектрического охлаждения.
Используются для измерения температуры на химических заводах, нефтяных заводах.
Используются в газовых машинах для обнаружения пилотного пламени.

В чем разница между RTD и термопарой?

Еще одна важная вещь, которую следует учитывать в случае термопары, — это то, чем она отличается от устройства RTD. Итак, таблица объясняет различия между RTD и термопарой.

RTD	Термопара
RTD широко подходит для измерения меньшего диапазона температур, которые находятся между (-200 ⁰ C до 500 ⁰ C)	Термопара подходит для измерения более высокого диапазона температур, который находится между (-180 ⁰ C до 2320 ⁰ C)
Для минимального диапазона переключений он демонстрирует повышенную стабильность	Они имеют минимальную стабильность, а также результаты не точен при многократных испытаниях
Он имеет большую точность, чем термопара	Термопара имеет меньшую точность
Диапазон чувствительности больше и может даже рассчитывать минимальные изменения температуры	Диапазон чувствительности меньше, и они не могут рассчитывать минимальные изменения температуры
RTD-устройства имеют хорошее время отклика	Therm Сопряжения обеспечивают более быстрый отклик, чем RTD.
Выходной сигнал имеет линейную форму	Выходной сигнал имеет нелинейную форму
Они более дорогие, чем термопары	Они более экономичны, чем RTD

Какова продолжительность жизни?

Срок службы термопары зависит от области применения, когда она используется.Таким образом, невозможно точно предсказать срок службы термопары. При правильном уходе за устройством он прослужит долго. В то время как при постоянном использовании они могут быть повреждены из-за эффекта старения.

Кроме того, из-за этого будут снижены выходные характеристики и сигналы будут иметь низкую эффективность. Цена термопары тоже не высока. Таким образом, рекомендуется изменять термопару каждые 2-3 года. Это ответ на вопрос , каков срок службы термопары ?

Итак, это все о термопаре.Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что измерение выхода термопары может быть рассчитано с использованием таких методов, как мультиметр, потенциометр и усилитель с помощью выходных устройств. Основное назначение термопары — обеспечить последовательные и прямые измерения температуры в нескольких различных приложениях.

Датчики температуры. Термисторы и термопары

Датчики температуры важны для повседневной жизни, от работы на промышленных предприятиях до предотвращения пожаров.Термисторы и термопары — два таких датчика температуры.

Термистор — это термочувствительный резистор, который демонстрирует непрерывное небольшое постепенное изменение сопротивления, связанное с изменениями температуры. Термопары отражают пропорциональные изменения температуры через переменное напряжение, создаваемое между двумя разнородными металлами, электрически связанными вместе. Оба являются хорошими вариантами для измерения и контроля температуры. Выбор оптимального варианта зависит от типа и характеристик приложения.

При сравнении любого датчика температуры необходимо учитывать четыре фактора:

Диапазон температур
Устойчивость
Точность
Приложение

Четыре фактора, которые следует учитывать при выборе между термистором и термопарой в качестве датчика температуры

Диапазон температур: Термисторы и термопары

NTC работают в широком диапазоне температур, что делает их идеальными для широкого спектра применений. Термисторы NTC хорошо работают в рабочем диапазоне от -50 до 250 ° C, в то время как термопары работают в самом широком диапазоне температур от -200 ° C до 1750 ° C.

Стабильность:

Приложениям с долгосрочной целью работы требуется стабильность. Датчики температуры могут со временем дрейфовать в зависимости от их материалов, конструкции и упаковки. Например, термисторы NTC с эпоксидным покрытием могут испытывать дрейф около 0,2 ° C в год; в то время как герметичные термисторы NTC испытывают гораздо меньший дрейф около 0.02 ° C в год. С другой стороны, термопары испытывают дрейф примерно на 1-2 ° C в год, в основном из-за химических изменений в датчике, таких как химическое окисление.

Точность: Термисторы

NTC обладают высокой точностью благодаря постепенным изменениям в пределах их рабочего диапазона. Небольшие изменения температуры точно отражаются из-за больших изменений сопротивления на ° C. Термопары имеют более низкую точность и требуют преобразования милливольт в температуру при использовании для контроля и компенсации температуры.

Заявка:

Как термисторы NTC, так и термопары могут работать в широком диапазоне приложений; тем не менее, термисторы NTC обычно используются в системах обеспечения безопасности жизни, таких как пожарные извещатели и термометры, поскольку они точны и стабильны. Термопары чаще используются в промышленных условиях из-за их долговечности и более низкой стоимости производства.

NTC (отрицательный температурный коэффициент) Термисторы

Термистор NTC — это датчик температуры, сделанный из спеченного полупроводникового материала, который содержит смесь нескольких оксидов металлов.Эти материалы обладают носителями заряда, которые позволяют току течь через термистор, демонстрируя постепенные изменения сопротивления, пропорциональные изменениям температуры.

Термисторы

NTC обеспечивают более высокое сопротивление при более низких температурах. С повышением температуры сопротивление термистора уменьшается. Поскольку термисторы испытывают такое большое изменение сопротивления на ° C, малейшее изменение температуры быстро выражается как предсказуемое изменение сопротивления.

Чтобы найти подходящий термистор для применения, необходимо рассчитать зависимость сопротивления от температуры по формуле бета (β) термистора.В этом методе используется двухточечная калибровка для расчета сопротивления в зависимости от температурной кривой, а также калибровка сопротивления в обеих температурных точках.

Выход термистора NTC нелинейен из-за его экспоненциальной природы, но может быть линеаризован в зависимости от приложения.

Применение термистора NTC

Термисторные датчики температуры

NTC доступны в различных размерах и стилях, например, настраиваемые узлы датчиков, герметизированные стеклом, поверхностное крепление, а также дисковые и чиповые стили.Эти атрибуты позволяют адаптировать их для успешной работы во многих отраслях, таких как автомобильная, аэрокосмическая, медицинская и климатическая.

Хотя во многих приложениях, в которых используются термисторы NTC, основное внимание уделяется характеристикам сопротивления в зависимости от температуры, термисторы также удовлетворяют потребность в других электрических приложениях, таких как характеристики тока-времени и напряжения-тока.

Текущее-время может включать:

Задержка по времени
Подавление перенапряжения
Последовательное переключение

Напряжение-ток может включать:

Скорость жидкости
Контроль уровня жидкости
Регулирование напряжения
Цепи контроля температуры

Если требуется более высокая точность, вы можете использовать термисторы NTC вместе с мостом Уитстона.Эта схема действует как компаратор, в котором можно точно отразить небольшие изменения температуры.

Термопары

Термопара состоит из двух проводов из разнородных проводящих металлов, электрически соединенных в двух точках. Вместе они образуют два электрических соединения; измерительный (горячий) спай и опорный (холодный) спай. Когда эти соединения выражают разные температуры, они производят миллиамперное постоянное напряжение или термоэлектрическое напряжение. Затем термоэлектрическое напряжение преобразуется в температуру в приборе для измерения температуры.

В этой статье упоминается тип «K». Эта термопара работает в широком диапазоне температур от -200 ° C до 1250 ° C. Кроме того, из-за используемых металлов это одна из самых дешевых термопар; однако термопары имеют пониженную точность и подвержены дрейфу калибровки с течением времени.

Рисунок 1: Пример стандартной конфигурации термопары типа K

Применение термопар

Термопары

в основном используются в промышленных условиях, поскольку они лучше всего работают при экстремальных температурах.Сталелитейная и металлургическая промышленность используют термопары для измерения и контроля температуры в печах, обжиговых печах и котлах.

Срок службы термопары трудно предсказать. Один из методов прогнозирования их стабильности — установка термопары и оценка ее характеристик для определения предполагаемого срока службы.

Термопары

хорошо работают в широком диапазоне сред, но окисление может вызвать явление «зеленой гнили». Хромовый сплав в термопаре станет зеленым после воздействия восстановительного газа, такого как водород, во время контакта с металлической проволокой.Это окисление снижает напряжение и приводит к тому, что термопара дает более низкие показания.

ТЕРМИСТОР И ТЕРМОПАР: СРАВНЕНИЕ ГАЙКОВ И БОЛТОВ

Для измерения температуры и контроля температуры

	ТЕРМИСТОР NTC	ТЕРМОПАРА
Устойчивость	с эпоксидным покрытием: 0,2 ° C / год Герметичный: 0,02 ° C / год	> 1 ° C / год
Влияние сопротивления провода на точность	Очень низкий	Нет
Диапазон температур	от -50 до 250 ° C (в зависимости от типа)	от -200 до 1250 ° C, в зависимости от типа
Линейность	Нелинейный выход требует линеаризации	Нелинейный — требуется преобразование
Время отклика	0. Подробнее Предыдущая запись Ремонт термостата водонагревателя: Терморегулятор для водонагревателя: как отремонтировать или заменить Следующая запись Кондиционеры для дома: / Page does not exist Добавить комментарий Отменить ответ Комментарий * Имя * Email * Сайт Поиск Поиск для: Рубрики Котел Крыша Облицовка Обшивка Окна Отопление Системы Стены Строительство Схемы Утепление Фундамент Разное Copyright © 2024 Магазин "Мебель для Вас" (г. Сызрань) / Мебель для Вас. Все права защищены. Карта сайта