Виды термопар: Термопары. Виды и состав. Устройство и принцип действия

Термопары. Виды и состав. Устройство и принцип действия

Преобразователь температуры в электрический ток называется термопарой. Такой термоэлемент используется в преобразовательных и измерительных устройствах, а также во многих системах автоматики. Если рассматривать термопары по международным стандартам, то это два проводника из разных материалов.

Устройство

На одном конце эти проводники соединены между собой для создания термоэлектрического эффекта, позволяющего измерять температуру.

Внешне такое устройство выглядит в виде двух тонких проволочек сваренных на одном конце между собой, образуя маленький шарик. Многие китайские мультиметры имеют в комплекте такие термопреобразователи, что дает возможность измерять температуру разных нагретых элементов устройств. Эти два проводника обычно помещены в стекловолоконную прозрачную трубку. С одной стороны находится аккуратный сварной шарик, а с другой специальные разъемы для подключения к измерительному прибору.

Промышленное оборудование имеет более сложную конструкцию, по сравнению с китайскими термопарами. Рабочий элемент термодатчика заключают в металлический корпус в виде зонда, внутри которого он изолирован керамическими изоляторами, способными выдержать высокую температуру и воздействие агрессивной среды. На производстве таким термодатчиком измеряют температуру в технологических процессах.

Термопары являются наиболее популярным старым термоэлементом, который применяется в различных приборах для измерения температуры. Он обладает высокой надежностью, низкой инертностью, универсален и имеет низкую стоимость. Диапазон измерения различными видами термопар очень широк, и находится в пределах -250 +2500°С. Конструктивные особенности термодатчика не позволяют обеспечить высокую точность измерений, и погрешность может составлять до 2 градусов.

В бытовых условиях термопары используются в паяльниках, газовых духовках и других бытовых устройствах.

Принцип действия

Работа рассматриваемого термодатчика заключается в использовании эффекта ученого физика Зеебека, который обнаружил, что при спайке двух разнородных проводов в них образуется термо ЭДС, величина которого возрастает с увеличением нагрева места спайки. Позже это явление назвали термоэлектрическим эффектом Зеебека.

Напряжение, вырабатываемое термопарой, зависит от степени нагревания и вида применяемых металлов. Величина напряжения небольшая, и находится в интервале 1-70 микровольт на один градус.

При подключении такого температурного датчика к измерительному устройству, возникает дополнительный термоэлектрический переход. Поэтому образуется два перехода в разных режимах температуры. Входящий электрический сигнал на измерительном приборе будет зависеть от разности температур двух переходов.

Для измерения абсолютной температуры используют способ, называемый компенсацией холодного спая. Суть этого способа заключается в помещении второго перехода, не находящегося в зоне измерения, в среду образцовой температуры. Раньше для этого применяли обычный способ – размещали второй переход в тающий лед. Сегодня для этого используют вспомогательный температурный датчик, находящийся рядом со вторым переходом. По данным дополнительного термодатчика измерительное устройство корректирует итоги измерения. Это упрощает схему измерения, так как измерительный элемент и термопару совместно с дополнительным компенсатором можно соединить в одно устройство.

Разновидности

Температурные датчики на основе термопары разделяются по типу применяемых металлов.

Термопары из неблагородных металлов

Железо-константановые

• Достоинством стала низкая стоимость.
• Нельзя применять при температуре менее ноля градусов, так как на металлическом выводе влага создает коррозию.
• После термического старения показатели измерений возрастают.
• Наибольшая допустимая температура использования +500°С, при более высокой температуре выводы очень быстро окисляются и разрушаются.
• Железо-константановый вид является наиболее подходящим для вакуумной среды.

Хромель-константановые

• Способны работать при пониженных температурах.
• Материалы электродов обладают термоэлектрической однородностью.
• Их достоинство – повышенная чувствительность.

Медно-константановые термопары

• Оба электрода отожжены для создания термоэлектрической однородности.
• Не восприимчивы к высокой влажности.
• Нецелесообразно применять при температурах, превышающих 400°С.
• Допускается применение в среде с недостатком или избытком кислорода.
• Допускается применение при температуре ниже 0°С.

Хромель-алюмелевые термопары

• Серная среда вредно влияет на оба электрода термодатчика.
• Нецелесообразно применять в среде вакуума, так как из электрода Ni-Cr может выделяться хром. Это явление называют миграцией. При этом термодатчик изменяет ЭДС и выдает температуру ниже истинной.
• Снижение показаний после термического старения.
• Применяется в насыщенной кислородом атмосфере или в нейтральной среде.
• В интервале 200-500°С появляется эффект гистерезиса. Это означает, что при охлаждении и нагревании показания отличаются. Разница может достигать 5°С.
• Широко применяются в разных сферах в интервале от -100 до +1000 градусов. Этот диапазон зависит от диаметра электродов.

Нихросил-нисиловые

• Наиболее высокая точность работы из всех термопар, изготовленных из неблагородных металлов.
• Повышенная стабильность функционирования при температурах 200-500°С. Гистерезис у таких термодатчиков значительно меньше, чем у хромель-алюмелевых датчиков.
• Допускается работа в течение короткого времени при температуре 1250°С.
• Рекомендуемая температура эксплуатации не превышает 1200°С, и зависит от диаметра электродов.
• Этот тип термопары разработан недавно, на основе хромель-алюмелевых термодатчиков, которые могут быстро загрязняться различными примесями при повышенных температурах. Если спаять два электрода с кремнием, то можно заранее искусственно загрязнить датчик. Это позволит уменьшить риск будущего загрязнения при работе.

Термодатчики из благородных металлов

Платинородий-платиновые

• Наибольшая рекомендуемая температура эксплуатации 1350°С.
• Допускается кратковременное использование при 1600°С.
• Нецелесообразно использовать при температуре менее 400°С, так как ЭДС будет нелинейной и незначительной.
• При температуре более 1000°С термопара склонна к загрязнению кремнием, содержащимся в керамических изоляторах. Поэтому рекомендуется применять керамические трубки из чистого оксида алюминия.
• Способны работать в окислительной внешней среде.
• Если температура работы более 900°С, то такие термодатчики загрязняются железом, медью, углеродом и водородом, поэтому их запрещается армировать стальными трубками, либо необходимо изолировать электроды керамикой с газонепроницаемыми свойствами.

Платинородий-платинородиевые

• Оптимальная наибольшая рабочая температура 1500°С.
• Нецелесообразно использование при температуре менее 600°С, где ЭДС нелинейная и незначительная.
• Допускается кратковременное использование при 1750°С.
• Может применяться в окислительной внешней среде.
• При температуре 1000 и более градусов термопара загрязняется кремнием, поэтому рекомендуется применять керамические трубки из чистого оксида алюминия.
• Загрязнение железом, медью и кремнием ниже, по сравнению с предыдущими видами.

Преимущества

1. Прочность и надежность конструкции.
2. Простой процесс изготовления.
3. Спай датчика можно заземлять или соединять с объектом измерения.
4. Широкий интервал эксплуатационных температур, что позволяет считать термоэлектрические датчики наиболее высокотемпературными из контактных видов.

Недостатки

• Материал электродов реагирует на химические вещества, и при плохой герметичности корпуса датчика, его работа зависит от атмосферы и агрессивных сред.
• Градуировочная характеристика изменяется из-за коррозии и появления термоэлектрической неоднородности.
• Требуется проверять температуру холодных спаев. В новых устройствах измерительных приборов на базе термодатчиков применяется измерение холодных спаев полупроводниковым сенсором или термистором.
• На большой длине удлинительных и термопарных проводников может появляться эффект «антенны» для имеющихся электромагнитных полей.
• ЭДС зависит от температуры по нелинейному графику, что затрудняет проектирование вторичных преобразователей сигнала.
• Если серьезные требования предъявляются к времени термической инерции термодатчика, и требуется заземлять спай, то необходимо изолировать преобразователь сигнала, чтобы не было утечки тока в землю.

Рекомендации по эксплуатации

Точность и целостность системы измерений на основе термопарного датчика может быть увеличена, если соблюдать определенные условия:

• Не допускать вибраций и механических натяжений термопарных проводников.
• При применении миниатюрной термопары из тонкой проволоки. Необходимо применять ее только в контролируемом месте, а за этим местом следует применять удлинительные проводники.
• Рекомендуется применять проволоку большого диаметра, не изменяющую температуру измеряемого объекта.
• Использовать термодатчик только в интервале рабочих температур.
• Избегать резких перепадов температуры по длине термодатчика.
• При работе с длинными термодатчиками и удлинительными проводниками, необходимо соединить экран вольтметра с экраном провода.
• Для вспомогательного контроля и температурной диагностики используют специальные температурные датчики с 4-мя термоэлектродами, позволяющими выполнять вспомогательные температурные измерения, сопротивления, напряжения, помех для проверки надежности и целостности термопар.
• Проводить электронную запись событий и постоянно контролировать величину сопротивления термоэлектродов.
• Применять удлиняющие проводники в рабочем интервале и при наименьших перепадах температур.
• Применять качественный защитный чехол для защиты термопарных проводников от вредных условий.

Похожие темы:

Термопара. Виды, устройство, монтаж термопар.

1. Термопары

Термопара (ТП) — это термоэлектрическое устройство замкнутой цепи, чувствительное к температуре, которое состоит из двух проводников, выполненных из разнородных металлов, которые соединены на обоих концах. Электрический ток создается, когда температура на одном конце или спае, отличается от температуры на другом конце. Это явление носит название эффекта Зеебека, который является основой измерения температуры с помощью термопар.

Один конец называется горячим спаем, а другой конец называется холодным спаем. Измерительный элемент с горячим спаем помещается внутрь оболочки первичного преобразователя, и на него воздействует температура технологического процесса. Холодный спай или опорный спай — это точка подключения вне технологического процесса, где температура известна и где измеряется напряжение. (например, в измерительном преобразователе, на входной плате системы управления или в устройстве формирования сигналов.)

В соответствии с эффектом Зеебека, напряжение, измеряемое на холодном спае, пропорционально разнице температур горячего и холодного спаев. Это напряжение может называться напряжением Зеебека, термоэлектрическим напряжением или термоэлектрической э.д.с. По мере роста температуры горячего спая напряжение, наблюдаемое на холодном спае, также возрастает нелинейно в зависимости от роста температуры. Линейность кривой «температура-напряжение» зависит от сочетания металлов, образующих термопару.

2. Компенсация температуры холодного спая (КХС)

Напряжение, измеряемое на холодном спае, зависит от разницы температур горячего и холодного спаев; поэтому, необходимо знать температуру холодного спая, чтобы рассчитать температуру горячего спая. Этот процесс называется «компенсацией холодного спая» (КХС). КХС выполняется управления, устройством аварийных отключений или другим устройством формирования сигнала. В идеале измерение КХС выполняется как можно ближе к точке измерения, потому что длинные провода термопары очень чувствительны к электрическим помехам, и сигнал в них ухудшается.

Рисунок 2a — Компенсация холодного спая

Точное проведение КХС имеет решающее значение для точности измерения температуры. Точность КХС зависит от двух факторов: точности измерения эталонной температуры и близости точки эталонного измерения к холодному спаю. Во многих измерительных преобразователях используется изотермическая клеммная колодка (часто выполненная из меди) со встроенным прецизионным термистором, ТС или транзистором для измерения температуры колодки.

СОВЕТ: Следует использовать полевые измерительные преобразователи, а не преобразователи с подключением проводами напрямую к диспетчерской.

3. Изготовление термопар

Процесс начинается с выбора высококачественной проволоки из материала, который требуется для термопары изготавливаемого типа. Проволоки соединяются различными способами, включая скручивание, сжатие, пайку, в т.ч. и высокотемпературную, а также различные виды сварки (например, сварка узким швом и сварка встык). Чтобы получить наилучшие рабочие характеристики горячий спай должен быть механически прочным, электрически непрерывным, не загрязнен никакими химическими примесями материалов, использующихся при сварке или пайке. При изготовлении высококачественных термопар большое внимание уделяется выбору марки проволоки и контролю процесса изготовления.

См. рисунок 3a.

Совет: Спай, полученный путем скручивания проволок, очень быстро теряет свои свойства, и использовать такой способ получения спая не рекомендуется.

Рисунок 3a — Способы изготовления горячего спая

 

3.1 Типы спаев

Спаи термопар изготавливаются в различных конфигурациях, каждая из которых имеет свои преимущества для применения в определенных системах. Спаи могут быть заземленными или незаземленными, а двухэлементные термопары могут быть изолированными или неизолированными. См. рисунок 3.1a.

Рисунок 3.1a — Конфигурации горячих спаев

Заземленные спаи термопар образуются, если спай термопары соединяется с оболочкой первичного преобразователя. Заземленные спаи обладают лучшей теплопроводностью, что, в свою очередь, повышает быстродействие. Однако заземление также делает цепи термопар более подверженными влиянию электрических шумов, которые могут искажать сигнал напряжения термопары, если контрольно-измерительный прибор не обеспечивает развязку. (Все высококачественные измерительные преобразователи и платы ввода/ вывода предусматривают электрическую развязку в стандартной комплектации). Заземленный спай также в большей степени подвержен загрязнению химическими примесями со временем.

Незаземленные спаи получаются тогда, когда элементы термопары не соединяются с оболочкой первичного преобразователя, а окружены изолирующим порошком. Незаземленные спаи имеют несколько меньшее быстродействие, чем заземленные спаи, но менее чувствительны к электрическим шумам.

Термопары с открытым спаем имеют горячий спай, выступающий из загерметизированного конца оболочки, обеспечивая высокое быстродействие. Герметизация препятствует попаданию влаги или других загрязнений внутрь оболочки. Обычно такие термопары применяются только в некоррозионных газах, например, в воздуховодах.

3.2 Термопары с двумя чувствительными элементами

Термопары с двумя чувствительными элементами бывают трех разных видов. См. рисунок 3. 1a.

Изолированные конструкции имеют место в тех случаях, когда два независимых спая термопары размещаются в одной оболочке. Изолированные спаи могут давать неодинаковые показания температуры, но могут выявлять дрейф показаний вследствие загрязнения одного из элементов химическими примесями. Если один из спаев выходит из строя, это не обязательно влияет на второй спай.

Неизолированные конструкции имеют место, когда два спая термопары помещаются в одну оболочку и все четыре проволоки термопары физически соединяются. Неизолированные спаи дают одинаковые показания температуры для повышения достоверности измерения в данной точке. Однако если один из спаев выходит из строя, это вероятнее всего означает, оба спая отказали одновременно.

4. Типы термопар

Существует много типов термопар, в которых используются различные сочетания металлов. Эти сочетания имеют разные выходные характеристики, которые определяют диапазон температур, в котором можно применять ту или иную термопару, и соответствующий выходной сигнал напряжения. См. рисунок 4a и таблицу 4b. Чем больше амплитуда напряжения на выходе, тем выше разрешение измерения, что повышает повторяемость и точность результатов. Существуют соотношения между разрешением измерения и диапазоном температур, которые делают отдельные типы термопар подходящими для определенных диапазонов и применений.

Рисунок 4a — Зависимости э.д.с. термопары от температуры для широко используемых типов термопар

Таблица 4b — Подробная таблица термопар

нсх	Термоэлектрод	Сочетание металлов	Максимальная температура применения		Возможный диапазон температур
			°C	°F
B	р N	платинородий платинородий	1825	3320	от 0 до 1820°С от 32 до 3308°F
Е	Р N	хромель константан	1220	2230	от-270 до 1 000°С от-454 до 1832Т
J	Р N	Железо Константан	1220	2230	от-200 до 1200°С от -328 до 2192Т
К	Р N	Хромель алюмель	1400	2550	от-270 до 1372°С от-454 ДО2501Т
N	Р N	Нихросил нисил	1340	2440	от -270 до 1300°С от-454 до 2372Т
R	Р N	платинородий платина	1770	3215	от-50 до 1768°С от -58 до 3214°F
S	Р N	платинородий платина	1770	3215	от-50 до 1768°С от -58 до 3214°F
Т	Р N	медь константан	1080	1980	от-270 до 400°С от-454 до 752°F

 

КАКОВЫ ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕРЯЕМЫХ ТЕМПЕРАТУР ДЛЯ ТЕРМОПАР?

Существует много типов термопар, в которых используются различные сочетания металлов. Эти сочетания имеют разные выходные характеристики, которые определяют диапазон температур, в котором можно применять ту или иную термопару, и соответствующий выходной сигнал напряжения. Чем больше амплитуда напряжения на выходе, тем выше разрешающая способность измерения, что повышает повторяемость и точность результатов. Существуют соотношения между разрешением измерения и диапазоном температур, которые делают отдельные типы термопар подходящими для определенных диапазонов и применений.

Есть типы термопар, которые способны измерять очень низкие температуры, до — 270°C (-464°F), и другие типы, способные измерять температуры до 1768°C (3214°F).

 

4.1 Термопары типа K, хромель — алюмель

• Хромель (Chromel®) — это сплав, состоящий на 90% из никеля и на 10% из хрома, а Алюмель (Alumel®) — это сплав, содержащий 95% никеля, 2% марганца, 2% алюминия и 1% кремния.

• Термопары типа K — одни из самых распространенных термопар общего назначения, имеющие чувствительность приблизительно 41 мВ/ °C.  

• Термоэлектрод из сплава Chromel® имеет положительный потенциал относительно термоэлектрода из сплава Alumel®.

• Это недорогие термопары, их диапазон измеряемых температур составляет от -270°C до +1372°C (от -454°F до +2501°F) и характеристика относительно линейна.

• Содержание никеля делает сплав магнитным и, как и в случае других магнитных металлов, выходной сигнал термопары отклоняется, когда материал достигает своей температуры Кюри, которая составляет примерно 350°C (662°F) для термопар типа K. Температура Кюри — это температура, при которой магнитный материал претерпевает серьезное изменение своих магнитных свойств, что вызывает существенное смещение выходного сигнала.

• Такие термопары можно использовать в постоянно окислительных или нейтральных средах.

• В основном они используются при температурах выше 538°C (1000°F)

• Воздействие серы приводит к преждевременному отказу термопар.

• Эксплуатация при определенных низких концентрациях кислорода вызывает отклонение

в работе, которое называется преимущественным окислением хрома в положительном термоэлектроде, что приводит к состоянию, которое принято называть “зеленой гнилью” и которое вызывает большой отрицательный уход калибровки, наиболее серьезно проявляющийся в диапазоне 816 — 1038 °C (1500 — 1900°F). Это состояние можно предотвратить / уменьшить с помощью вентиляции или инертного уплотнения защитной трубки.

• Не рекомендуется подвергать термопару воздействию температур, циклически меняющихся так, что они становятся выше и ниже 1000 °C (1800 °F), потому что в этом случае выходной сигнал меняется из-за эффектов гистерезиса.

СОВЕТ: Исторически сложилось так, что термопары типа K предлагается использовать всегда, если только нет причин для применения других типов термопар.

4.2 Термопара типа J, железо — константан

• Диапазон измеряемых температур термопар типа J уже, чем у термопар типа К, от -200 до +1200 °C (от 346 до 2193 °F), но у них выше чувствительность, которая составляет порядка 50 мкВ/ °C.

• Они имеют очень близкую к линейной характеристику в диапазоне от 149 до 427 °C (от 300 до 800 °F), а при температуре ниже 0 °C (32 °F) становятся хрупкими

• При температуре Кюри железа, которая составляет 770 °C (1418 °F), происходит резкое и имеющее постоянный характер измерение выходной характеристики, которое определяет практически достижимый верхний предел температуры.

• Железо подвержено окислению при температурах выше 538 °C (1000 °F), что отрицательно влияет

на точность термопар. В таких условиях следует использовать только проволоку крупного диаметра.

• Термопары типа J подходят для применения в вакууме, в восстановительной или инертной среде.

 

• При использовании в окислительной среде срок службы термопар сокращается.

• Оголенные элементы не должны подвергаться воздействию сред, в которых присутствует сера, при температурах выше 538°C (1000°F)

4.3 Термопары типа E, хромель — константан)

• Хромель — это сплав, состоящий из 90% никеля и 10% хрома, и из него изготавливается положительный термоэлектрод

• Константан — это сплав, обычно состоящий из 55% меди и 45% никеля

• Термопары типа E имеют диапазон измеряемых температур от -270 до 1000°C (от -454°F до 1832°F)

• Это немагнитные термопары, и они имеют наибольшее изменение выходного напряжения в зависимости от температуры среди всех стандартных типов термопар (68 мкВ/ °C)

• Они также имеют большую тенденцию к дрейфу показаний по сравнению с другими типами.

• Такие термопары рекомендуется использовать в постоянно окислительных или инертных средах.

• Пределы их погрешностей при использовании при температурах ниже нуля не установлены.

4.4 Термопары типа T, медь — константан

• Термопары типа T имеют чувствительность 38 мкВ/

°C и диапазон измеряемых температур от -270°C до 400°C (от -454°F до 752°F)

• Их можно использовать в окислительных, восстановительных или инертных средах, а также в вакууме

• Они имеют высокую стойкость к коррозии во влажной среде.

• Такие термопары демонстрируют хорошую линейность характеристики и обычно используются при температурах от очень низких (криогенных) до средних.

4.5 Термопары типа N, нихросил — нисил

• Нихросил — это никелевый сплав, содержащий 14,4% хрома, 1,4% кремния и 0,1% магния, и являющийся положительным плечом в термопаре

• Нисил — это сплав никеля и 4,4% кремния

• Термопара типа N — это самая новая конструкция, одобренная международными стандартами, и ее применение во всем мире растет.

• Эти сплавы позволяют термопарам типа N достигать значительно более высокой термоэлектрической стабильности, чем у термопар из основных металлов типа E, J, K и T.

• Термопары типа N имеют чувствительность 39 мкВ/

°C и возможный диапазон температур от -270°C до 1300Т(от -454 °F до 2372 °F)

• Термопары типа N надежно эксплуатировались в течение продолжительного времени при температурах по крайней мере до 1200 °C (2192 °F)

• Некоторые исследования показали, что в окислительных средах термоэлектрическая стабильность термопар типа N примерно такая же, как у термопар из благородных металлов типа R и S при температурах примерно до 1200 °С (2192 °F)

• Термопары типа N не следует использовать в вакууме или восстановительных средах, или в средах которые меняются с восстановительных на окислительные.

4.6 Термопары типов R и S, платинородий-платина

• Термопары типа R (платина-13% родия / платина) и типа S (платина-10% родия / платина) имеют возможный температурный диапазон от -50 до 1768°C (от 58°F до 3214°F)

• Оба эти типа имеют чувствительность порядка 10 мкВ/ °C и таким образом не подходят для применения при низких температурах, где лучше использовать другие типы.

• Поскольку они изготавливаются из платинового сплава, они достаточно дорогие и обычно используются при очень высоких температурах, где другие термопары работают плохо.

• Благодаря высокой стабильности, термопары типа S используются для определения Международной температурной шкалы между точкой замерзания сурьмы (630,5°C / 1166,9°F) и точкой плавления золота (1064,43°C (1945,4°F))

• Для правильной установки требуется, чтобы термопара была защищена неметаллической защитной трубкой и керамическими изоляторами.

• Длительное воздействие высоких температур вызывает рост зерен металла и может привести

к механическому отказу и отрицательному уходу показаний из-за диффузии родия в термоэлектрод из чистой платины, а также из-за улетучивания родия.

• Вообще термопары типа R используются в промышленности, а термопары типа S в основном используются в лабораториях.

4.7 Термопары типа B, платинородий — платинородий

• Термопары типа B (платина-30% родия / платина-6% родия) имеют возможный диапазон температур примерно от 0 °C до 1820 °C (от 32 °F до 3308 °F).

• Термопары типа B обычно размещаются в чистом воздухе / окислительных средах, но не должны подвергаться воздействию восстановительных сред.

• Повышенное содержание родия в термопарах типа B помогает уменьшить рост зерна, позволяя несколько увеличить температурный диапазон по сравнению с термопарами типа R и S..

5. Стандарты на цвета проводников термопар

Проводники термопар состоят из двух отдельных термоэлектродов (положительного и отрицательного), имеющих цветную изоляцию. Ввиду эффекта Зеебека провода термопар имеют определенную полярность, поэтому положительные и отрицательные провода необходимо подключать к правильным клеммам. Имеются разнообразные стандарты на цвета изоляции проводников для идентификации каждого типа

термопар. См. таблицу 5a В разных стандартах используются уникальные цвета проводов, чтобы отличать положительные и отрицательные выводы. В Северной Америке обычно отрицательный вывод имеет красную изоляцию в соответствии со стандартом ASTM E230. Но самым широко используемым в мире стандартом на провода термопар является IEC 60584, согласно которому отрицательный провод обычно белый. Ясно, что стандарты, согласно которым термопара изготовлена, должны быть известны, чтобы правильно подключать провода по их цветам. Существуют другие стандарты, используемые в различных странах, включая BS1843 (Великобритания и Чешская республика), DIN43710 (Германия), JIS-C1610 (Япония) и NFC 42-324 (Франция). См. таблицу 5a.

СОВЕТ: Пользователь должен проверить, какой стандарт используется на его предприятии, и убедиться в том, что цветовая кодировка доведена до сведения персонала, занимающегося установкой, пусконаладкой и техническим обслуживанием.

6. Удлинительные провода

Удлинительные провода используются либо для связи термопар с системой управления / контроля, либо для соединения их с удаленным измерительным преобразователем. Удлинительные провода термопар, за очень редким исключением, выполняются из того же металла, что и провода термопар. Если металлы не соответствуют друг другу, на каждом конце удлинительного провода создаются дополнительные холодные спаи, которые существенно влияют на измерение температуры. На рисунке 6a видно, что если медные провода используются для подключения термопары, создается «предварительный холодный спай», который может вызывать значительную погрешность, существенно варьирующуюся с изменением температуры окружающей среды вокруг спая 1. Измеряемое напряжение термопары с медными удлинительными проводами не равно измеряемому напряжению термопары с правильными удлинительными проводами. Фактически, если используются медные удлинительные провода, почти невозможно получить какую-либо температуру технологического процесса с приемлемой точностью по измеряемому напряжению.

Рисунок 6a — Несколько спаев, появляющихся при использовании разнородных удлинительных проводов

 

Таблица 5a — Международная кодировка цветов изоляции термопар

Тип термопары	Североамериканский стандарт ASTM Е230		Международный стандарт IEC 60584	Стандарт Великобритании BS 1843	Немецкий стандарт DIN 43710	Японский стандарт JIS С1610	Французский стандарт NFC 42-324
	Цвет проводов термопары	Цвет удлинительных проводов
В	не применяется не применяется не применяется	— Проводник: Красный + Проводник: Серый Оболочка: Серый	— Проводник: Белый + Проводник: Серый Оболочка: Серый	не применяется не применяется не применяется	— Проводник: Серый + Проводник: Красный Оболочка: Серый	— Проводник: Серый + Проводник: Красный Оболочка: Серый	не применяется не применяется не применяется
Е	— Проводник:Красный + Проводник: Пурпурный Оболочка: Коричневый	— Проводник: Красный + Проводник: Пурпурный Оболочка: Пурпурный	— Проводник: Белый + Проводник: Пурпурный Оболочка: Пурпурный	— Проводник: Синий + Проводник: Коричневый Оболочка: Коричневый	— Проводник: Чёрный + Проводник: Красный Оболочка: Чёрный	— Проводник: Белый + Проводник: Красный Оболочка: Пурпурный	— Проводник: Пурпурный + Проводник: Желтый Оболочка: Пурпурный
J	— Проводник:Красный + Проводник: Белый Оболочка: Коричневый	— Проводник: Красный + Проводник: Белый Оболочка: Чёрный	— Проводник: Белый + Проводник: Чёрный Оболочка: Чёрный	— Проводник: Синий + Проводник: Желтый Оболочка: Чёрный	— Проводник: Синий + Проводник: Красный Оболочка: Синий	— Проводник: Белый + Проводник: Красный Оболочка: Желтый	— Проводник: Чёрный + Проводник: Желтый Оболочка: Чёрный
К	— Проводник:Красный + Проводник: Желтый Оболочка: Коричневый	— Проводник: Красный + Проводник: Желтый Оболочка: Желтый	— Проводник: Белый + Проводник: Зеленый Оболочка: Зеленый	— Проводник: Синий + Проводник: Коричневый Оболочка: Красный	— Проводник: Зелёный + Проводник: Красный Оболочка: Зелёный	— Проводник: Белый + Проводник: Красный Оболочка: Синий	— Проводник: Пурпурный + Проводник: Желтый Оболочка: Желтый
N	— Проводник:Красный + Проводник: Оранжевый Оболочка: Коричневый	— Проводник: Красный + Проводник: Оранжевый Оболочка: Оранжевый	— Проводник: Белый + Проводник: Розовый Оболочка: Розовый	— Проводник: Синий + Проводник: Оранжевый Оболочка: Оранжевый	не применяется не применяется не применяется	не применяется не применяется не применяется	не применяется не применяется не применяется
R	не применяется не применяется не применяется	— Проводник: Красный + Проводник: Чёрный Оболочка: Зелёный	— Проводник: Белый + Проводник: Оранжевый Оболочка: Оранжевый	— Проводник: Синий + Проводник: Белый Оболочка: Зелёный	— Проводник: Белый + Проводник: Красный Оболочка: Белый	— Проводник: Белый + Проводник: Красный Оболочка: Чёрный	— Проводник:Зелёный + Проводник: Желтый Оболочка: Зелёный
S	не применяется не применяется не применяется	— Проводник: Красный + Проводник: Чёрный Оболочка: Зелёный	— Проводник: Белый + Проводник: Оранжевый Оболочка: Оранжевый	— Проводник: Синий + Проводник: Белый Оболочка: Зелёный	— Проводник: Белый + Проводник: Красный Оболочка: Белый	— Проводник: Белый + Проводник: Красный Оболочка: Чёрный	— Проводник:Зелёный + Проводник: Желтый Оболочка: Зелёный
Т	— Проводник:Красный + Проводник:Синий Оболочка: Коричневый	— Проводник: Красный + Проводник: Синий Оболочка: Синий	— Проводник: Белый + Проводник: Коричневый Оболочка: Коричневый	— Проводник: Синий + Проводник: Белый Оболочка: Синий	— Проводник: Коричневый + Проводник: Красный Оболочка: Коричневый	— Проводник: Белый + Проводник: Красный Оболочка: Коричневый	— Проводник: Синий + Проводник: Желтый Оболочка: Синий

 

В некоторых случаях, когда экономические соображения могут не позволять использовать дорогостоящие удлинительные провода из редких металлов, таких как платиновые сплавы, используемые в термопарах типа R, S и B, можно использовать в узком диапазоне менее дорогие медные сплавы, которые имеют э. д.с., похожую на э.д.с. самой термопары. Такие выводы называются «компенсационными проводами» и они несколько снижают вышеуказанную погрешность.

Совет: Имеется множество факторов, отрицательно влияющих на измерения с помощью дистанционно смонтированных термопар, включая

— возможные погрешности, которые могут вноситься в измерение с помощью термопар из-за ЭМП и РЧП при применении удлинительных проводов или компенсационных проводов,

— стоимость специальных проводов,

— стоимость замены удлинительных проводов термопар на регулярной основе

— возможность ошибок при подключении проводов из-за несоблюдения цветовой кодировки.

Учитывая все это, настоятельно рекомендуется применять измерительные преобразователи, монтируемые непосредственно на первичный преобразователь, везде, где это возможно.

7. Способы монтажа

Так как термопары изготавливаются с использованием таких же размеров , что и ТС, описанные выше способы монтажа применимы и к термопарам. См. п. 3.2.3.3 выше в разделе, посвященном ТС.

8. Точность термопар

На точность термопар влияют несколько факторов, включая тип термопары, ее диапазон измеряемых температур, чистоту

материала, электрические шумы (ЭМП и РЧП), коррозию, ухудшение свойств спая и процесс изготовления. Термопары выпускаются со стандартным классом допуска или специальным классом допуска, которые называются классом 2 и классом 1, соответственно. Наиболее часто применяемым международным стандартом является IEC-60584-2. В США чаще всего применяется стандарт ASTM E230. Каждый стандарт устанавливает пределы допусков, которым должны соответствовать изделия. См. таблицу 8a и таблицу 8b.

Таблица 8a — Требования к допускам термопар для обеспечения соответствия стандарту IEC 60584-2

Типы		Класс точности 1	Класс точности 2	Класс точи ости 3 1)
Тип Т	Температурный диапазон	-40 °С до +125 °С	-40 °С до+133 °С	-67 °С до +40 °С
	Точность	±0. 5° С	±1 °С	±1 °С
	Температурный диапазон	125 °С до 350 °С	133 °С до 350 °С	-200 °С до -67 °С
	Точность	±0.004 • | t |	±0.0075 • | t |	±0.015- | t |
Тип Е	Температурный диапазон	-40 °С до +375 °С	-40 °С до +333 °С	-167 °С до +40 °С
	Точность	±1.5 °С	±2.5 °С	±2.5 °С
	Температурный диапазон	375 °С до 800 °С	333 °С до 900 °С	-200 °С до-167 °С
	Точность	±0.004 • | t |	±0.0075 • | t |	±0.015- | t |
Тип J	Температурный диапазон	-40 °С до +375 °С	-40 °С до +333 °С	—
	Значение допуска	±1. 5 °С	±2.5 °С	—
	Температурный диапазон	375 °С до 750 °С	333 °С до 750 °С	—
	Значение допуска	±0.004 • | t |	±0.0075 • | t |	—
Тип К, Тип N	Температурный диапазон	0°С до 1100 °С	-40 °С до +333 °С	-167 °С до +40 °С
	Точность	±1 °С	±2.5 °С	±2.5 °С
	Температурный диапазон	1100°С до 1600°С	333 °С до 1200 °С	-200 °С до-167 °С
	Точность	±[1 +0,003 (t-1100)] °с	±0.0075 • | t |	±0.015- | t |
Тип R, тип S	Температурный диапазон	0°С ДО 1100 °С	0 °С до +600 °С	—
	Точность	±1 °с	±1. 5 °С	—
	Температурный диапазон	1100°С до 1600°С	600 °С до 1600 °С	—
	Точность	±[1 +0,003 (t-1100)] °с	±0.0025 • | t |	—
Тип В	Температурный диапазон	—	—	600 °С до 800 °С
	Точность	—	—	+4 °С
	Температурный диапазон	—	600 °С до 1700 °С	800 °С до 1700 °С
	Точность	—	±0.0025 • | t |	±0.005- | t |

1) Материалы термопар обычно поставляются таким образом, чтобы они отвечали производственным допускам, указанным в таблице для температур выше -40 °C. Однако эти материалы могут не укладываться в производственные допуски при низких температурах, указанных в колонке класса 3 для термопар типа T, E, K и N . Если требуется, чтобы термопары соответствовали предельным значениям класса 3, а также класса 1 или 2, заказчик должен указать это, поскольку в этом случае обычно требуется выбирать материалы

 

Допуски на значения э.д.с. в зависимости от температуры для термопар

ПРИМЕЧАНИЕ 1 — Допуски в этой таблице применяются к новым, практически однородным проводам термопар, обычно имеющим диаметр в диапазоне 0,25 — 3 мм и используемым при температуре, не превышающей рекомендуемые предельные значения таблицы 6 . Если изделия используются при более высоких температурах, эти допуски могут оказаться неприменимы.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 — При данной температуре, указанной в градусах °C, точность, указанная в °F, в 1,8 раза больше, чем точность, указанная в °C. В тех случаях, когда точность указывается в процентах, значение в процентах применяется к измеряемой температуре, выражаемой в градусах Цельсия. Чтобы определить точность в градусах Фаренгейта, умножьте точность в градусах Цельсия на 9/5.

ПРИМЕЧАНИЕ 3 — Внимание: Пользователи должны иметь информацию об определенных характеристиках материалов термопар, включая то, что зависимость э.д.с. от температуры может меняться со временем; следовательно, результаты испытаний и эксплуатационные характеристики, полученные на момент изготовления, не обязательно могут оставаться постоянными в течение всего продолжительного периода эксплуатации. Точности, указанные в этой таблице, применимы только к новым проводам, поставленным пользователю, и не учитывают изменений характеристик в ходе эксплуатации. Величина такого изменения будет зависеть от таких факторов, как размер термоэлектрода, температура, время воздействия и окружающая среда. Кроме того, следует заметить, что ввиду возможных изменений однородности, попытка повторной калибровки бывших в эксплуатации термопар вероятнее всего даст неправильные результаты, и проводить ее не рекомендуется. Но может оказаться целесообразным сравнение бывшей в употреблении термопары на месте с новыми или гарантированно обладающими хорошими точностными характеристиками термопарами, чтобы убедиться в ее пригодности для дальнейшей эксплуатации в условиях, в которых проводилось сравнение.

Таблица 8a — Требования к допускам термопар для обеспечения соответствия стандарту ASTM E230-11

	Температурный диапазон		Точность- эталонный спай при 0 °С [ 32 °F ]
Тип термопары	°С	°F	Допустимое отклонение		Специальные допуски
			°С (в зависимости от того, что больше)	°F	°С (в зависимости от того, что больше)	°F
T J *Е К или N R или S В	от 0 до 370	от 32 до 700	±1,0 или ±0,75%	Примечание 2	±0,5 или ±0,4%	Примечание 2
	от 0 до 760	от 32 до 1400	±2,2 или ±0,75%		±1,1 или ±0,4%
	от 0 до 870	от 32 до 1600	±1,7 или ±0,5%		±0,01 °С или ±0. ,4%
	От 0 до 1260	от 32 до 2300	±2,2 °С или ±0,75%		±1,1 Тили ±0,4%
	от 0 до 1480	от 32 до 2700	±1,5 °С или ±0,25%		±0,6 °С или ±0,1%
	от 870 до 1700	от 1600 до 3100	±0,5%		±0,25%
С	От 0 до 2315	от 32 до 4200	±4,4 или 1%	Примечание 2	Применимо примечание
ТA *EA КA	от -200 до 0	от -328 до 32	±1,0 или ±1.5%		В
	от -200 до 0	от -328 до 32	±1,7 или ±1%		В
	от -200 до 0	от -328 до 32	±2,2 или ±2%		В

* Указанные стандартные допуски не применимы к термопарам типа E с минеральной изоляцией, с металлической оболочкой (MIMS). Стандартные допуски для термопар MIMS типа E соответствуют большему из значений ±2,2 °C или ±0,75% в диапазоне от 0 до 870 °C и большему из значений ±2,2 °C или ±2% в диапазоне от -200 до 0 °C.

A Термопары и материалы термопар обычно поставляются таким образом, чтобы они соответствовали допустимым отклонениям, указанным в таблице для температур выше 0 °C. Однако эти же материалы могут не укладываться в допуски при температурах ниже 0 °C во второй части таблицы. Если требуется, чтобы материалы соответствовали допускам, указанным для температур ниже 0° C, покупатель должен указать это при оформлении заказа. Обычно в этом случае требуется подбор материалов.

B Специальные допуски для температур ниже 0 °C трудно подтвердить ввиду ограниченного объема имеющейся информации.

Тем не менее, при обсуждении поставки между покупателем и поставщиком рекомендуется руководствоваться следующими значениями для термопар типа E и T :

Тип E, от -200 до 0 °C, ±1,0 °C или ±0,5% (в зависимости от того, что больше)

Тип Т, от -200 до 0 °C, ±0,5 °C или ±0,8% (в зависимости от того, что больше)

Начальные значения допуска для термопар типа J при температурах ниже 0 °C и специальных допусков для термопар типа K при температурах ниже 0 °C не указаны из-за характеристик материалов. Данных по термопарам типа N при температурах ниже 0 °C в настоящее время нет.

Быстродействие измерения

Динамическое быстродействие первичного преобразователя может быть важно, если температура технологического процесса меняется быстро и в систему управления необходимо подавать быстро меняющиеся входные сигналы. Первичный преобразователь, установленный непосредственно в технологическую линию, будет иметь большее быстродействие, чем первичный преобразователь с защитной гильзой.

Важно отметить, что если никакой защитной гильзы не применяется, чувствительный элемент подвергается воздействию среды технологического процесса и его невозможно заменить, не прерывая потока, для чего часто требуется останавливать технологический процесс и опорожнять технологическую систему. Указания по проектированию на большинстве производств не позволяют использовать первичные преобразователи без защитных гильз. Такие установки гораздо менее безопасны с точки зрения возможной разгерметизации технологических установок, в них возможны более частые выходы из строя первичных преобразователей из-за воздействия неблагоприятных условий технологического процесса, и они часто требуют дорогостоящих остановок технологического процесса для замены отказавшего первичного преобразователя. Применение защитных гильз решает эту проблему.

Но если используется защитная гильза, очевидно, что время реакции увеличивается (быстродействие уменьшается) из-за возрастания тепловой массы узла. Ключом к оптимизации быстродействия является уменьшение массы при сохранении достаточной физической прочности, чтобы узел выдерживал давление технологического процесса и силы, создаваемые потоком среды. Защитные гильзы меньшего диаметра обеспечивают более высокое быстродействие, так как требуется нагревать и охлаждать меньшее количество материала. Также важно правильно установить первичный преобразователь, чтобы добиться высокого быстродействия. Первичный преобразователь должен быть достаточно длинным, чтобы его конец касался дна защитной гильзы для обеспечения хорошей теплопроводности. Диаметр первичного преобразователя также должен быть таким, чтобы он плотно входил в защитную гильзу и воздушный зазор между первичным преобразователем и защитной гильзой был минимален. Кроме того, быстродействие улучшается путем использования подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем. Характеристики измеряемой среды также влияют на быстродействие, особенно ее скорость потока и плотность. Быстро движущаяся среда передает тепло и меняющуюся температуру лучше, чем медленно движущаяся, а более плотные среды (жидкости) являются лучшими проводниками тепла, чем среды с малой плотностью (газы).

Сравнение быстродействия систем измерения температуры, использующих термопару без защитной гильзы или ТС без защитной гильзы в системе с текущей водой показало, что заземленный конец термопары имеет быстродействие примерно в 2 раза выше, чем подпружиненный датчик ТС. При измерениях в потоке воздуха ТС работает несколько быстрее, чем термопара.

Однако эти преимущества существенно нивелируются, если не исчезают полностью, когда первичный преобразователь устанавливается в защитную гильзу. Масса защитной гильзы настолько велика по сравнению с массой первичного преобразователя, что она очевидно оказывает доминирующее влияние на быстродействие системы.

При использовании первичного преобразователя диаметром 6 мм (1/4 дюйма) в системе измерения температуры воды, быстродействие термопары и ТС примерно одинаковое, а при использовании первичного преобразователя диаметром 3 мм, термопара несколько быстрее, чем ТС. При измерении температуры воздуха быстродействие термопар и ТС примерно одинаковое при использовании как 3-миллиметровых (1/8 дюйма), так и 6-миллиметровых первичных преобразователей.

Поскольку в очень малом количестве технологических процессов используются для измерения первичные преобразователи без защитных гильз, изначально присущее термопарам преимущество в быстродействии значительно нивелируется. Вдумчивый разработчик выбирает наилучший первичный преобразователь для данной системы, основываясь на множестве других факторов, и не руководствуется вводящими в заблуждение утверждениями, которые можно слышать так часто: «термопары всегда быстрее, чем ТС».

Многоточечные первичные преобразователи и первичные преобразователи для измерения температурного профиля

Многоточечные первичные преобразователи температуры для измерения температурного профиля измеряют температуры в различных точках вдоль линии. Они нашли широкое применение в химической и нефтехимической отраслях для снятия распределения температур в баках, реакторах, установках каталитического крекинга и дистилляционных установках или колоннах фракционирования. Многоточечные первичные преобразователи температуры для снятия распределения температуры обеспечивают экономичное, легко устанавливаемое и обслуживаемое решение сбора данных.

Эти первичные преобразователи для снятия распределения температуры способны обеспечивать измерение в нескольких точках, от 2 до 60, в одной защитной трубке с одной точкой ввода в установку. Первичными преобразователями могут быть либо датчики ТС, либо термопары, в зависимости от требований конкретной системы. Полные данные см. в листах технических данных поставщиков, а также см. главу 9, где приведены некоторые примеры применения таких первичных преобразователей.

Заключение

В этой главе мы подробно рассмотрели теорию, расчет, конструкцию, установку и эксплуатацию двух первичных преобразователей температуры, наиболее широко применяемых в промышленных технологических процессах — термопреобразователей сопротивления и термопар. Из сказанного выше о точности и эксплуатационных характеристиках каждого из типов первичных преобразователей можно сделать вывод, что существует множество факторов, влияющих на принятие решения, которые необходимо учитывать при выборе правильного первичного преобразователя для конкретной системы.

В некоторых системах с высокими температурами термопары являются единственным возможным решением, а в других системах могут работать любые первичные преобразователи. При принятии решения следует руководствоваться и другими соображениями, включая требуемую точность системы измерения, эксплуатационные характеристики при длительной эксплуатации и стоимость эксплуатации.

Все, что нужно знать о термопарах

НОВИНКА!

Термопара (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики для измерения температуры. Термопара (термоэлектрический преобразователь) — это два проводника из разных материалов, спаянных с одной стороны (горячий спай) и свободных с другой стороны (холодный спай- условный спай). Приспособление несложное, и принцип действия тоже – когда термопара нагревается или охлаждается, разные металлы меняют температуру с разной скоростью, и разница позволяет возникнуть термоэлектродвижущей силе (ЭДС), или, говоря другими словами, происходит эффект Зеебека. Благодаря этому удается измерить температуру. Непосредственное участие в измерении ложится на горячий спай, а свободные концы подключаются к измерительному прибору. Главной характеристикой термопар, является их Тип, который определяется разновидностью спаянных металлов. На прибор от термопары поступает напряжение в милливольтах, которое он сопоставляет с таблицей напряжений (согласно типу термопары), таблица заложена в памяти прибора и отражает текущее значение измерения. Таблица для Тип K (NiCr-Ni) Typ K Temp. oC 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -200.00 -5,891 -6,035 -6,158 -6,262 -6,344 -6,404 -6,441 -6,458     -100.00 -3,553 -3,852 -4,138 -4,410 -4,669 -4,912 -5,141 -5,354 -5,550 -5,730 0   -0,392 -0,777 -1,156 -1,527 -1,889 -2,243 -2,586 -2,920 -3,242   0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0   0,397 0,796 1,203 1,611 2,022 2,436 2,850 3,266 3,681 100 4,095 5,549 4,919 5,327 5,733 6,137 6,539 6,939 7,338 7,737 200 8,137 8,537 8,938 9,341 9,745 10,151 10,560 10,969 11,381 11,793 300 12,207 12,623 13,039 13,456 13,874 14,292 14,712 15,132 15,552 15,974 400 16,395 16,818 17,241 17,664 18,088 18,513 18,938 19,363 19,788 20,214 500 20,640 21,066 21,493 21,911 22,346 22,772 23,198 23,624 24,050 24,476 600 24,902 25,327 25,751 26,176 26,599 27,022 27,445 27,867 28,288 28,709 700 29,128 29,547 29,965 30,383 30,799 31,214 31,629 32,042 32,455 32,866 800 33,277 33,686 34,095 34,502 34,909 35,314 35,718 36,121 36,524 36,925 900 37,325 37,724 38,122 38,519 38,915 39,310 39,703 40,096 40,488 40,879 1000 41,269 41,657 42,045 42,432 42,817 43,202 43,585 43,968 44,349 44,729 1100 45,108 45,486 45,863 46,238 46,612 46,985 47,356 47,726 48,095 48,462 1200 48,828 49,192 49,555 49,916 50,276 50,633 50,990 51,344 51,697 52,049 1300 52,398 52,747 53,093 53,439 53,782 54,125 54,466 54,807     Таблица для Тип J (Fe-CuNi) Typ J Temp. oC 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -200,00 -7,890 -8,096                 -100,00 -4,632 -5,016 -5,426 -5,801 -6,159 -6,499 -6,821 -7,122 -7,402 -7,659 0 0,000 -0,501 -0,995 -1,481 -1,960 -2,431 -2,892 -3,344 -3,785 -4,215   0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 0 0,507 1,190 1,536 2,058 2,585 3,115 3,649 4,186 4,725 100 5,269 5,812 6,590 6,907 7,457 8,008 8,560 9,113 9,667 10,222 200 10,777 11,332 11,887 12,442 12,998 13,553 14,108 14,663 15,217 15,771 300 16,325 16,879 17,432 17,984 18,537 19,089 19,640 20,192 20,743 21,295 400 21,846 22,397 22,949 23,501 24,054 24,607 25,161 25,716 26,272 26,829 500 27,388 27,949 28,511 29,075 29,642 30,210 30,782 31,356 31,933 32,513 600 33,096 33,683 34,273 34,867 35,464 36,066 36,671 37,280 37,893 38,510 700 39,130 39,754 40,382 41,013 41,647 42,283 42,922 43,563 44,207 44,852 800 45,498 46,144 46,790 47,434 48,076 48,716 49,354 49,989 50,621 51,249 900 51,875 52,496 53,115 53,729 54,341 54,948 55,553 50,155 56,753 57,349 1000 57,942 58,533 59,121 59,708 60,293 60,876 61,459 62,039 62,619 63,199 1100 63,777 64,355 64,933 65,510 66,087 66,664 67,240 67,815 68,390 68,964 1200 69,536                   Таблица для Тип L (Fe-CuNi) Typ L Temp. oC 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -200,00 -8,15                   -100,00 -4,75 -5,15 -5,53 -5,9 -6,26 -6,6 -6,93 -7,25 -7,56 -7,86 0 0 -0,51 -1,02 -1,53 -2,03 -2,51 -2,98 -3,44 -3,89 -4,33   0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 0 -0,52 -1,05 -1,58 -2,11 -2,65 -3,19 -3,73 -4,27 -4,82 100 5,37 5,92 6,47 7,03 7,59 8,15 8,71 9,27 9,83 10,39 200 10,95 11,51 12,07 12,63 13,19 13,75 14,31 14,88 15,44 16 300 16,56 17,12 17,68 18,24 18,8 19,36 19,92 20,48 21,04 21,6 400 22,16 22,72 23,29 23,86 24,43 25 25,57 26,14 26,71 27,28 500 27,85 28,43 29,01 29,59 30,17 30,75 31,33 31,91 32,49 33,08 600 33,67 34,26 34,85 35,44 36,04 36,64 37,25 37,85 38,47 39,09 700 39,72 40,35 40,98 41,62 42,27 42,92 43,57 44,23 44,89 45,55 800 46,22 46,89 47,57 48,25 48,94 49,63 50,32 51,02 51,72 52,43 Периодически у многих клиентов возникают проблемы с определением типа термопары, когда нет описательных характеристик и необходимо подобрать замену или аналог. Решить ее довольно просто, главное знать принципы классификации термопар. В системе классификации термоэлементов есть цветовая маркировка изоляции проводников. Например, европейская классификация по сплавам для термопар Тип L (Fe-CuNi) и Тип J (Fe-CuNi) одинаковая, очень важно понимать что они не взаимозаменяемые и напряжение на выходе при одной и той же температуре у этих термопар будет разное. Таблица стандартов по цветовой маркировке изоляции проводов будет очень полезна в определении типа термопары, если нет никакой маркировки. Также необходимо отметить разновидность исполнения сенсорной части (горячего спая) термопар. Они бывают с изолированным и неизолированным рабочим спаем. Показатель быстродействия при измерении температуры у неизолированной термопары выше, чем у изолированной. Но при этом усложняется схема подключения и требуются изолированные модули ввода. Поскольку разница в быстродействии не столь существенна, в основном используются термопары с изолированным спаем. Как и все измерители температуры, термопары имеют классификацию по точности. Для примера классы точности Тип K и Тип J, самых распространенных в использовании термопар Класс 1: ±1.5 °C или ±0.004 x T (Тип K: -40 до +1000 °C), (Тип J :-40 до +750 °C) Класс 2: ±2.5 °C или ±0.0075 x T (Тип K: -40 до +1200 °C), (Тип J :-40 до +750 °C) Технические характеристики наиболее популярных термоэлектрических преобразователей (термопар) в соответствии с ГОСТ 3044 приведены в таблице: Тип термопары НСХ термопары Материал положительного термоэлектрода Материал отрицательного термоэлектрода Диапазон измеряемых температур, °C Рабочий диапазон температур, °C ТХК Тип L XK (L) Сплав хромель НХ9,5 (90,5% Ni + 9,5% Cr) Сплав копель МНМц 43-0,5 (56% Cu + 44% Ni) -200. ..800 -200…600 ТХA Тип K ХА (K) Сплав хромель НХ9,5(90,5% Ni + 9,5% Cr) Сплав алюмель НМц АК 2-2-1 (94,5% Ni + 5,5% Al, Si, Mn, Co) -200…1300 -200…1000 ТЖК Тип J ЖК (J) Железо (Fe) Сплав константан (55% Cu + 45% Ni, Mn, Fe) -200…900 -200…700 ТПП Тип S ПП (S) Сплав платинородий ПР-10 (90% Pt + 10% Rh) Платина (Pt) 0…1600 0…1300 ТПР Тип B ПР (B) Сплав платинородий ПР-30 (70% Pt + 30% Rh) Сплав платинородий ПР-6 (94% Pt + 4% Rh) 300. ..1800 300…1600 Многие клиенты заблуждаются в том, что если типу термопары соответствует рабочий диапазон, например, 1200оС, то все модели термопары с этим типом будут работать в данном диапазоне. Незащищенный спай термопары быстро выгорит, и термопара выйдет из строя. Именно поэтому, сообразно задачам в измерении и рабочим диапазонам, есть разные по конструктиву и степени защиты модели термопар. Самой распространенной защитой для спая/термопары является металлический чехол или гильза из сплава Инконель 600 (2.4816, жаропрочный сплав на никелевой основе). Изоляцией для спая служит окись магния (MgO), сжатая под давлением. Такая защита делает термопару устойчивой к самым экстремальным условиям эксплуатации (повышенное давление, вибрация, сотрясения), позволяет выдерживать высокие механические нагрузки и обеспечивает долгий срок службы термопары, а также в зависимости от диаметра позволяет термопаре быть гибкой. Ярким примером такой термопары, которая достаточно универсальна в своем прикладном характере, является термопара в жаропрочной оболочке MKG/E: Поскольку сферы применения термопар очень многогранны, то и модификации термопар имеют достаточное многообразие. Например, для измерения температуры вязких веществ в экструдерах или измерении температуры подшипников, часто используются байонетные термопары. Такие, как BF1/T или BF2/T. В пищевой промышленности часто используются прокалывающие термопары, для измерения температуры продукта. Это может быть просто необходимым условием, чтобы соблюдать технологический процесс. Обращаем ваше внимание на то, что очень часто для сохранения точности в измерении температуры посредством термопар, требуются особые компоненты для их подключения, это коннекторы и компенсационный кабель. Коннектор для термопар Тип K, J Модель: ST/E TE-разъем папа/мама размер Мини/Стандарт Предназначены для быстрого и надежного подсоединения термопар к измерительным приборам большинства производителей измерительной техники. Подсоединение имеет полярность. читать подробнее… Компенсационный кабель для термопар Модель: ALK/E для термопар Тип К, J, L силиконовая изоляция (-50…+200°C) стекловолоконная изоляция (-50…+400°C) ПВХ изоляция (-30…+105°C) Подключение термопар (термоэлектрических преобразователей) к функциональным и вторичным приборам происходит посредством компенсационных проводов.читать подробнее… Термопары самых различных модификаций Вы сможете найти в нашем каталоге, это позволит решить вам задачи по измерению температуры с уверенностью в надежности и качестве. Важно отметить, что немецкая компания FuehlerSysteme может изготовить для вас термопары по вашим чертежам и с учетом ваших пожеланий, в том числе в минимальных количествах, небольшими партиями, ведь ни для кого не секрет, что термопары очень часто требуется подобрать под индивидуальные нужды клиента. Нам по силам: изменить диаметр и длину измерительной части, увеличить до необходимого длину кабеля и подобрать его изоляцию. Возможно изготовление индивидуальных модификаций по вашим чертежам.   Область применения термопар очень широка, и, как правило, заменить их нельзя никаким другим прибором. Вот лишь некоторые из способов использования термопар: промышленность и наука: с помощью термопар измеряется температура печи, выхлопных газов, дизельных двигателей, газотурбинных и паротурбинных установках и прочих промышленных процессов, в том числе автоматизированных; многие термопары подходят даже для работы в агрессивных средах, а также для использования при очень высоких температурах, например, с их помощью можно измерить температуру расплавленного металла; быт: температура газовых котлов, водонагревателей, других отопительных приборов, паяльников, электроутюгов, электрокаминов; наука и медицина: измерение температуры органов и тканей человека или животного. Почти каждый и нас в той или иной степени сталкивается с применением термопар, поэтому полезно иметь о них хотя бы общее представление. Надеемся , что данная статья была полезна для вас, но если у вас остались вопросы, то мы с радостью ответим на них по телефонам по телефонам 8 (800) 500-09-67 и 8 (812) 340-00-57.

Принцип работы термопары, определение, типы и виды термопар, схемы работы термопары, способы подключения

Термопара — термоэлектрический преобразователь — это два разных сплава металла (проводники) которые образуют замкнутую цепь (термоэлемент). Термопара — один из наиболее распространенных в промышленности температурный датчик. Применяется в любых сферах промышленности, автоматики, научных исследованиях, медицине — везде, где нужно измерять температуру. Так же применяется в термоэлектрических генераторах для преобразования тепловой энергии в электрическую.

Действие термопары основано на эффекте, который впервые был открыт и описан Томасам Зеебеком в 1822 г. — термоэлектрический эффект или эффект Зеебека. В замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термоэлектрический эффект (термо-ЭДС), если места контактов поддерживают при разных температурах. Цепь, которая состоит только из двух различных проводников, называется термоэлементом или термопарой. В сочетании с электроизмерительным прибором (милливольтметром, потенциометром и т. п.), термопара образует термоэлектрический термометр.

Измерительный прибор подключают либо к концам термоэлектродов, либо в разрыв одного из них. В среду, которую контролируют, помещают рабочий спай, а свободные концы подсоединяются к измерительному прибору. Чем больше различие между свойствами проводников и тепловой перепад на концах, тем выше термо-ЭДС.

По-простому — термопара это две проволоки из разнородных металлов (например, Хромель и Копель), сваренных или скрученных между собой. Место сварки (скрутки) называется рабочий спай Т1, а места соединения с измерительным прибором Т2 называют холодными спаями. То есть рабочий спай помещают в среду, температуру которой необходимо измерить, а холодные спаи подключают к приборам (милливольтметр). Но надо знать прибор — например, ИРТ 7710 не меряет температуру рабочего спая, он меряет разницу температур холодного и рабочего спаев. Это значит простым милливольтметром (тестером) мы можем узнать, поступает ли сигнал с рабочего спая (есть обрыв или нет), узнать где у термопары плюс (+) а где (-), примерно узнать какой тип термопары (но для этого нужен точный милливольтметр).

Типы, виды термопар

Типы российских термопар приведены в ГОСТ 6616-94.

Почему российские термопары? Термопара ТХК, то есть Хромель-Копель была придумана в СССР и сейчас выпускается только у нас и в странах СНГ. Не известно почему, но везде пишут ХК (L) — в скобках подразумевается международный тип, но это не так — на западе тип L это (Fe-CuNi). Может быть, они чем то и похожи по названию металлов входящих в сплав, но самое главное — у них разные таблицы НСХ. Мы с этим столкнулись, заказывая термопару из Италии. Наш совет — когда закупаете термопарный провод или кабель, сравнивайте таблицы НСХ, т.е. номинальные статические характеристики преобразователя ГОСТ Р 8.585-2001.

Таблица соответствия типов отечественных и импортных термопар

Тип температурного датчика	Сплав элемента	Российская маркировка температурных датчиков	Температурный диапазон
	Термопара типа ТХК — хромель, копель (производства СССР или РФ)	хромель, копель	-200 … 800 °C
Термопара типа U	медь-медьникелевые		-200 … 500 °C
Термопара типа L	хромель, копель	ТХК	-200 … 850 °C
Термопара типа B	платинородий — платинородиевые	ТПР	100 … 1800 °C
Термопара типа S	платинородий — платиновые	ТПП	0 … 1700 °C
Термопара типа R	платинородий — платиновые	ТПП	0 … 1700 °C
Термопара типа N	нихросил нисил	ТНН	-200 … 1300 °C
Термопара типа E	хромель-константановые	ТХКн	0 … 600 °C
Термопара типа T	медь — константановые	ТМК	-200 … 400 °C
Термопара типа J	железо — константановые	ТЖК	-100 … 1200 °C
Термопара типа K	хромель, алюмель	ТХА	-200 … 1300 °C

Таблица ANSI Code (Американский национальный институт стандартов) и IEC Code (Международная электротехническая комиссия — МЭК)

В настоящее время в её состав входят более 76 стран (наша в том числе).

классификация, как работает, особенности применения

Термопа́ра — устройство основанное на преобразовании электрического сигнала в показатель температуры при изменении физических параметров веществ, из которых состоит прибор. Термопары широко распространены в промышленности, коммунальном хозяйстве, используются в массе бытовых приборов и автомобилях. От самых простых приборов (которые можно встретить в обычных утюгах) до сложных и дорогих (жаростойкие термопластины для измерения температуры на газовых турбинах) их можно встретить везде, где стоит задача измерения температуры.

Как работает термопара?

Термопара состоит из пары проводников из отличающихся материалов, соединенных между собой только с одной стороны.

Регистрирующие приборы (аналоговые, цифровые) измеряют разницу термо-ЭДС возникающих в местах спайки и на концах проводников.

Действие прибора построено на эффекте Зеебека(термоэлектрической эффект). Представьте две проволоки соединенные между собой двумя спайками. Если нагревать/охлаждать одну спайку, то по кольцу потечет ток. Его вызывает термо-ЭДС, которая возникает за счет разности потенциалов между спайками.

Интересное видео о термопарах от НИЯУ МИФИ смотрите ниже:

При одинаковой температуре спаек сума токов в цепи равна нулю – ток не течет. При отличающихся температурах возникает разность потенциалов между спайками. От интенсивности нагревания/охлаждения зависит и разность потенциалов.

Термо-ЭДС можно измерить. Она пропорциональна изменению разности температур на спайках. Самый простой способ измерения параметров тока в таких условиях – гальванометр (применяется для демонстрации эффекта Зеебека).

В современных сложных термопарах применяются электронные средства преобразования сигнала.

Особенности работы с термопарами для точных и высокоточных измерений

1. Недостаток большинства термопар – это необходимость градуировки каждого прибора в отдельности.
   

   Для точных измерений на предприятиях-изготовителях каждая термопара проходит отдельные испытания.

2. Необходимо вносить поправку на температуру среды измерительных устройств.
3. Термопара должна находиться в одинаковых условиях по всей длине измерительного участка.
4. Для определения наиболее точного результата можно использовать рядом с основной термопарой контрольные термопары.
5. Для точных измерений используют провода с экранами, для уменьшения наводок: токи, вызываемые термо-ЭДС, незначительны по своей величине.

Ещё одно интересное видео о термопарах смотрите ниже:

Классификация термопар, их свойства и сферы применения

В российском ГОСТе применяется трехбуквенное обозначение кириллицей групп термопар, в международной классификации (МЭК) приняты латинские однобуквенные обозначения.

В большинстве случаев группы термопар соответствуют обеим системам классификации.

В таблице даны обозначения по ГОСТу, в скобках приведены аналоги по МЭК:

Тип термопары	Материал	Свойства
ТХА (К)	Вольфрам + родий	Для работы в нещелочных средах. Измеряет в пределах −250…+2500°С
ТНН (N)	Никросил+ нисил	Диапазон температур — 0…1230°С, относится к группе универсальных термопар
ТЖК (J)	Железо + константан	-200 до +750°С дешевый и надежный вариант для промышленности.
ТМК (Т)	Медь + константан	-250…+ 400°Снедорогие термопары
ТХК (L)	Хромель+ копель	наибольшая чувствительностью, но ограничены по диапазону измерений – до 600 °С и очень хрупкие.
ТПП (R, S)	Платинородий + платина	Для работы в газовых средах, окисленных средах. Недостаток – чувствительны к примесям, нагарам, требуют стерильных условий производства.
ТВР (А-1, А-2, А-3)	Вольфрам + рений	Диапазон измерений -22О0°С в нормальных средах. Сложны в производстве и эксплуатации.

В таблице приведены наиболее часто встречаемые в сети интернет термопары.

Также существуют другие виды термопар для редких условий работы. Как правило, это штучные приборы, разрабатываемые только под заказ.

Основные типы термопар

В таблице приведены соответствия типов отечественных и импортных термопар

Тип температурного датчика	Сплав элемента	Российская маркировка температурных датчиков	Температурный диапазон
	Термопара типа ТХК — хромель, копель(производства СССР или РФ)	хромель, копель	-200 … 800 °C
Термопара типа U	медь-медьникелевые		-200 … 500 °C
Термопара типа L	хромель, копель	ТХК	-200 … 850 °C
Термопара типа B	платинородий-платинородиевые	ТПР	100 … 1800 °C
Термопара типа S	платинородий-платиновые	ТПП	0 … 1700 °C
Термопара типа R	платинородий-платиновые	ТПП	0 … 1700 °C
Термопара типа N	нихросил нисил	ТНН	-200 … 1300 °C
Термопара типа E	хромель-константановые	ТХКн	0 … 600 °C
Термопара типа T	медь-константановые	ТМК	-200 … 400 °C
Термопара типа J	железо-константановые	ТЖК	-100 … 1200 °C
Термопара типа K	хромель, алюмель	ТХА	-200 … 1300 °C

Производитель:
Termotech

Что такое термопара: виды, характеристики и принцип работы термопары лабораторных печей

Промышленные и лабораторные печи используются для подготовки и обработки различных материалов. Техника выполняет множество термозадач. Измерить степень прогрева, соответственно контролировать рабочие процессы, легко при помощи термопары. Можно приобрести уже готовый элемент или создать его собственноручно.

Термопары имеют различные граничные показатели, что позволяет подобрать вариант, работающий с определенным температурным диапазоном

Особенности термопары для муфельной печи

Термопара для электропечи – это деталь, позволяющая измерять температуру в различных, в том числе и экстремальных условиях. Выполняется элемент из двух спаянных в одной точке проводников. Проволока изготавливается из спецсплавов. Нагреваясь, основа вырабатывает электричество. Чем выше температура в камере, тем больше милливольт образуется.

Термопара выполняется из двух проводников, которые выполнены из разных сплавов. Соединяются они между собой исключительно с одной стороны

Выпускаются термопары в разном исполнении, отличаться может:

• Толщина электродов.
• Материал проводов.
• Внешняя оболочка.
• Клемника и т.д.

Tермопарная оболочка выполняется как из специализированных сплавов, так и керамики

Конструктивные особенности термопары

Перед тем, как сделать термопару убедитесь, что выбранный способ исполнения подойдет для предполагаемых производственных условий. Тип конструкции напрямую отражается на:

• Максимальной рабочей температуре.
• Среде применения.
• Эксплуатационном сроке.

Из конструктивных особенностей заострить внимание стоит на:

• Соединении. Электродные кончики скручиваются между собой и скрепляются в одной точке. Для этого применяют сварку или пайку. Тугоплавкую проволоку нередко соединяют скруткой, не сваривая. При этом стыковка возможна исключительно в рабочем спае. По длине необходимо оградить провода от взаимодействия.
• Изоляции. Как изолировать электроды, зависит от наибольшего температурного предела. Для максимальной отметки от +100°С до +120°С может применяться любой способ, в том числе и воздушный. Если отметка достигает +1300°С, используют фарфоровые одно- и двухканальные трубки. Пирометрическая керамика не подойдет для более высоких температур, она может размягчиться. В этом случае рекомендуются трубки из окиси алюминия, выдерживающие до +1950°С. Для t° от +2000°С применяют изоляцию из окиси магния или бериллия, а также двуокиси тория или циркония.
• Внешней защите. Обязательно нужно учитывать рабочую среду. Термопару защищают при помощи металлической, керамической или металлокерамической трубки-чехла с закрытым концом. Благодаря ей обеспечивается механическая стойкость элемента, его герметичность.

Создавая электропечь для промышленных целей, важно правильно подобрать защитный материал термопары. Убедитесь, что он сможет выдержать длительное пребывание в граничных температурах. Учитывается степень стойкости к химической среде, газонепроницаемость и теплопроводность

На чем основан принцип работы термопары

Как работает термопара – принцип работы базируется на термоэлектрике. Его действие заключается в следующем:

• Между спаянными элементами образуется контактное отличие потенциалов.
• Когда участки состыкованных в цепь проводов с равным нагревом, сумма разностей – ноль.
• Если спайки имеют не одинаковую отметку нагрева, отличие потенциалов будет зависеть от имеющегося термопоказателя.

Как работает термопара – схема подключения измерителя градации температур в муфельной печи

Показатель пропорциональности – это коэффициент термо-ЭДС. Если отметка 0, значит ток не течет. Если величина выше или ниже ноля – между концами появится перепад потенциалов.

Принцип действия термопары легко рассмотреть на примере эффекта Зеебека. Спайки из сплава с не нулевыми коэффициентами термо-ЭДС, помещены в зону с определенной t° – T1. Получаем напряжение, возникшее между нашими контактами. Возникает другая термоотметка – T2. Показатель будет соответствовать разности температур T1 и T2

Основные виды термопар

Применяются термопары в оборудовании различного назначения. Поэтому для проводников используются разнообразные сплавы, характеристики которых позволяют предельно точно длительно или кратковременно определять температуру в среде.

Согласно ГОСТ термопары делят на категории ТСП, ТНН, ТМК, ТПР, ТМК, ТЖК, ТВР, ТПП, ТХК и ТХА. Их подразделяют на подгруппы, учитывая материалы для проводников и предельные температуры:

Тип	Сплавы	Максимальная температура	Свойства
Е	Константан / Хромель	+800°С	Немагнитное соединение, характеризующееся высокой производительностью
J	Железо / Константан	+700°С	Сплав отличается чувствительностью к изменению температур
К	Алюмель / Хромель	+1100°С	Подходит для инертных и неокисляющих атмосфер
М	Медь / Копель	+1300°С	Применяется для вакуумных печей.
N	Нихросил / Нисил	+1100°С	Универсальны, характеризуются высокой стабильностью
В, R, S	Родий / Платина	+1700°С	Используется для вакуумной, газовой и окисленной среды

Таблица основных классов и характеристики термопар

Как выбрать термопару для муфельной печи

Если Вам необходима термопара для муфельной печи, при выборе подходящей модели обратите внимание на:

• Длину проводника.
• Диаметр измерительного штыря.
• Сечение провода.
• Диапазон температур.
• Стабильность показателей.

При выборе термопары для лабораторных или промышленных муфельных печей, обязательно учитывайте максимальные рабочие температуры и длительность процессов

Как сделать термопару

Независимо от того, создаете вы электропечь своими руками, или заменяете поврежденные элементы, важно соблюдать правила установки всех деталей. Подключение термопары к преобразователю может осуществляться одним из вариантов:

• Дифференциальным. Применяются два спаянных проводника, с разными ЭДС коэффициентами. Преобразователь подсоединяется к месту разрыва одного из электродов.
• Простым. Подключение системы выполняется напрямую к двум термо проводам.

Чтобы дистанционно подключить термопары, необходимо выбрать провода. Есть два основных типа

• Компенсационные. Чаще всего применяют для термопар, выполненных из драгсплавов. Их состав отличается от электродного.
• Удлинительные. Выполняются из материала, используемого для электродов, но имеют иное сечение.

Материалы для термопары имеют свои особенности, достоинства и недостатки. Учитывайте все факторы, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, для конкретных задач

Если Вам нужна многофункциональная, хорошая муфельная печь обращайтесь в ТД «Лабор». Специалисты компании помогут разобраться во всех деталях и подберут оптимальный вариант оборудования, учитывая все производственные нюансы!

Термопары-Термопары-Что такое термопара-Типы термопар

Добро пожаловать на ThermocoupleInfo.com!

Что такое термопара?
Термопара — это датчик, используемый для измерения температуры. Термопары состоят из двух проводов из разных металлов. Ноги проводов свариваются на одном конце, образуя стык. Это место, где измеряется температура. Когда соединение испытывает изменение температуры, создается напряжение.Затем напряжение можно интерпретировать с помощью справочных таблиц термопар для расчета температуры.

Существует множество типов термопар, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики с точки зрения температурного диапазона, долговечности, вибростойкости, химической стойкости и совместимости с областями применения. Типы J, K, T и E — это термопары из «недрагоценных металлов», наиболее распространенные типы термопар. Термопары типов R, S и B — это термопары из благородных металлов, которые используются в высокотемпературных приложениях (подробности см. В разделе диапазоны температур термопар. ).

Термопары используются во многих промышленных, научных и OEM-приложениях. Их можно найти практически на всех промышленных рынках: электроэнергетика, нефть / газ, Фармацевтика, биотехнологии, цемент, бумага и целлюлоза и т. Д. Термопары также используется в бытовых приборах, таких как плиты, топки и тостеры.

Термопары обычно выбираются из-за их низкой стоимости и высокой температуры. пределы, широкий диапазон температур и прочный характер.

Прежде чем обсуждать различные типы термопар, следует отметить, что термопары часто заключают в защитную оболочку, чтобы изолировать ее от окружающей атмосферы. Эта защитная оболочка значительно снижает воздействие коррозии. Термопара типа K (никель-хром / никель-алюмель): тип K является наиболее распространенным типом термопар. Он недорогой, точный, надежный и имеет широкий температурный диапазон.

Диапазон температур:

• Проволока для термопар, от –454 до 2300F (от –270 до 1260 ° C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Термопара типа J (железо / константан): Тип J также очень распространен. Он имеет меньший температурный диапазон и более короткий срок службы при более высоких температурах, чем тип K. Он эквивалентен типу K с точки зрения затрат и надежности.

Диапазон температур:

• Проволока для термопар, от -346 до 1400F (от -210 до 760 ° C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 2. 2C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Термопара типа T (медь / константан): термопара типа T является очень стабильной и часто используется в приложениях с очень низкими температурами, таких как криогенная техника или морозильники со сверхнизкой температурой.

Диапазон температур:

• Провод для термопар, от -454 до 700F (от -270 до 370C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 1.0C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,5 ° C или 0,4%

Термопара типа E (никель-хром / константан): тип E имеет более сильный сигнал и более высокую точность, чем тип K или тип J, в умеренных диапазонах температур от 1000F и ниже. См. Температурную диаграмму (ссылка) для получения подробной информации.

Диапазон температур:

• Провод для термопар, от -454 до 1600F (от -270 до 870C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 1.7C или +/- 0,5%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,0 ° C или 0,4%

Термопара типа N (Nicrosil / Nisil): Тип N имеет те же пределы точности и температуры, что и Тип K. Тип N немного дороже.

Диапазон температур:

• Провод для термопар, от -454 до 2300F (от -270 до 392 ° C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

ТЕРМОПАРЫ NOBLE METAL (Тип S, R и B):
Термопары из благородных металлов выбраны за их способность выдерживать чрезвычайно высокие температуры, сохраняя при этом свою точность и срок службы. Они значительно дороже термопар из недрагоценных металлов.
Термопара типа S (платина родий — 10% / платина): Тип S используется в приложениях с очень высокими температурами.Обычно он используется в биотехнологической и фармацевтической промышленности. Иногда он используется в приложениях с более низкими температурами из-за его высокой точности и стабильности.

Диапазон температур:

• Провод для термопар, от -58 до 2700F (от -50 до 1480C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 1,5 ° C или +/- 0,25%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0.6C или 0,1%

Термопара типа R (платина-родий -13% / платина): Тип R используется в условиях очень высоких температур. В нем более высокий процент родия, чем в типе S, что делает его более дорогим. Type R очень похож на Type S с точки зрения производительности. Иногда он используется в приложениях с более низкими температурами из-за его высокой точности и стабильности.

Диапазон температур:

• Провод для термопар, от -58 до 2700F (от -50 до 1480C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 1.5C или +/- 0,25%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C или 0,1%

Термопара типа B (платина родий — 30% / платина родий — 6%): термопара типа B используется в приложениях с очень высокими температурами. У него самый высокий температурный предел из всех термопар, перечисленных выше. Он поддерживает высокий уровень точности и стабильности при очень высоких температурах.

Диапазон температур:

• Провод для термопар, от 32 до 3100F (от 0 до 1700C)
• Удлинительный провод, от 32 до 212F (от 0 до 100C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 0. 5%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,25%

Заземленные термопары: это наиболее распространенный тип спая. Термопара заземляется, когда оба провода термопары и оболочка свариваются вместе, образуя одно соединение на конце зонда. Заземленные термопары имеют очень хорошее время отклика, поскольку термопара находится в прямом контакте с оболочкой, что позволяет легко передавать тепло. Недостатком заземленной термопары является то, что термопара более восприимчива к электрическим помехам.Это связано с тем, что оболочка часто контактирует с окружающей областью, создавая путь для помех.

Незаземленные термопары (или незаземленные обычные термопары): термопара не заземлена, когда провода термопары свариваются вместе, но они изолированы от оболочки. Провода часто разделены минеральной изоляцией.

Открытые термопары (или «термопары с неизолированной проволокой»): термопара становится оголенной, когда провода термопары свариваются вместе и непосредственно вставляются в технологический процесс.Время отклика очень быстрое, но оголенные провода термопары более подвержены коррозии и разрушению. Этот стиль не рекомендуется, если ваше приложение не требует открытых соединений.

Незаземленная Необычная: Незаземленная нестандартная термопара состоит из двойной термопары, изолированной от оболочки, и каждый из элементов изолирован друг от друга.

Сравнение оболочки термопары:

316SS (нержавеющая сталь): это наиболее распространенный материал оболочки.Он относительно устойчив к коррозии и экономичен.
304SS: Эта оболочка не так устойчива к коррозии, как 316SS. Разница в стоимости между 316SS и 304SS является номинальной.
Inconel (зарегистрированная торговая марка) 600: Этот материал рекомендуется для высококоррозионных сред.

Каковы специальные пределы ошибок (SLE)?

Особые пределы погрешности: эти термопары изготовлены из термопарного провода более высокого качества, что увеличивает их точность.Они дороже стандартных термопар.

Стандартные пределы погрешности: в этих термопарах используется стандартный провод «класса термопар». Они менее дорогие и более распространенные.

М.И. Кабель с минеральной изоляцией используется для изоляции проводов термопар друг от друга и от металлической оболочки, которая их окружает. Кабель MI имеет два (или четыре в дуплексном режиме) провода термопары, идущие по середине трубки. Затем трубка заполняется порошком оксида магния и уплотняется, чтобы обеспечить надлежащую изоляцию и разделение проводов.Кабель MI помогает защитить провод термопары от коррозии и электрических помех.

Системная ошибка вычисляется путем сложения точности датчика температуры (термопары) и точности измерителя, используемого для считывания сигнала напряжения. Например, термопара типа K имеет точность +/- 2,2 ° C выше 0 ° C. Допустим, счетчик имеет точность +/- 1С. Это означает, что общая ошибка системы составляет +/- 3,3 ° C выше 0 ° C.

Диапазон температур:
Во-первых, учтите разницу в диапазонах температур.Термопары из благородных металлов могут достигать 3100 F, в то время как стандартные RTD имеют предел 600 F, а RTD с расширенным диапазоном имеют предел 1100 F.

Стоимость:
Термопара с простым штоком в 2–3 раза дешевле, чем RTD с простым штоком. Узел головки термопары примерно на 50% дешевле, чем узел эквивалентной головки RTD.

Точность, линейность и стабильность:
Как правило, RTD более точны, чем термопары.Особенно это актуально в более низких диапазонах температур. RTD также более стабильны и имеют лучшую линейность, чем термопары. Если точность, линейность и стабильность являются вашими первоочередными задачами, и ваше приложение находится в пределах температурных ограничений RTD, выберите RTD.

Прочность:
В сенсорной индустрии RTD считаются менее прочным сенсором по сравнению с термопарами. Однако REOTEMP разработала производственные технологии, которые значительно повысили долговечность наших датчиков RTD.Эти методы делают RTD REOTEMP почти эквивалентными термопарам с точки зрения долговечности.

Время отклика:
RTD не могут быть заземлены. По этой причине они имеют меньшее время отклика, чем заземленные термопары. Кроме того, термопары можно размещать внутри оболочки меньшего диаметра, чем термометры сопротивления. Меньший диаметр оболочки увеличивает время отклика. Например, заземленная термопара диаметром 1/16 дюйма. оболочка будет иметь более быстрое время отклика, чем RTD с диаметром ¼ ”.оболочка.

Типы термопар — Типы термопар

Термопара типа J: Тип J также очень распространен. Он имеет меньший температурный диапазон и более короткий срок службы при более высоких температурах, чем тип K. Он эквивалентен типу K с точки зрения затрат и надежности.

Тип J Температурный диапазон:

• Проволока для термопар, от -346 до 1400F (от -210 до 760 ° C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип J Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа J с неизолированным проводом:

• Тип J хорошо подходит для окислительной атмосферы

Справочная таблица термопар типа J

Термопара типа K (никель-хром / никель-алюмель): тип K является наиболее распространенным типом термопар.Он недорогой, точный, надежный и имеет широкий температурный диапазон. Тип K обычно используется в ядерных приложениях из-за его относительной радиационной стойкости. Максимальная постоянная температура составляет около 1100 ° C.

Тип K Диапазон температур:

• Проволока для термопар, от –454 до 2300F (от –270 до 1260 ° C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип K Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа K с неизолированным проводом:

• Тип K хорошо подходит для окислительной атмосферы

Справочная таблица термопар типа K

Термопара типа T (медь / константан): термопара типа T является очень стабильной и часто используется в приложениях с очень низкими температурами, таких как криогенная техника или морозильники со сверхнизкой температурой.Он также встречается в других лабораторных условиях. Тип T имеет отличную воспроизводимость в диапазоне от –380F до 392F (от –200C до 200C).

Температурный диапазон типа T:

• Проволока для термопар, от –454 до 700F (от –270 до 370C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип T Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 1,0 ° C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0.5C или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа T с неизолированным проводом:

• Тип T хорошо подходит для окислительной атмосферы

Справочная таблица термопар типа T

Термопара типа N (Nicrosil / Nisil): Тип N имеет те же пределы точности и температуры, что и Тип K. Тип N немного дороже. Тип N имеет лучшую повторяемость при температуре от 572F до 932F (от 300C до 500C) по сравнению с типом K.

Тип N Диапазон температур:

• Максимальная непрерывная рабочая температура: до 2300F (1260 ° C)
• Кратковременное использование: 2,336F (1,280C)
• Проволока для термопар, от -454 до 2300F (от -270 до 1260 ° C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип N Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 2,2 ° C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1.1С или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа E с неизолированным проводом:

• Тип N лучше выдерживает окисление при высоких температурах по сравнению с типом K.

Справочная таблица термопар типа N

Термопара типа E (никель-хром / константан): тип E имеет более сильный сигнал и более высокую точность, чем тип K или тип J, в умеренных диапазонах температур от 1000F и ниже.Тип E также более стабилен, чем тип K, что увеличивает его точность.

Тип E Температурный диапазон:

• Провод для термопар, от -454 до 1600F (от -270 до 870C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип E Точность (в зависимости от того, что больше):

• Стандарт: +/- 1,7 ° C или +/- 0,5%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,0 ° C или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа E с неизолированным проводом:

• В окислительной или инертной атмосфере рабочий диапазон составляет примерно от –418F до 1,652F (от –250C до 900C).

Справочная таблица термопар типа E

Термопара типа B (платина родий — 30% / платина родий — 6%): термопара типа B используется в приложениях с очень высокими температурами. У него самый высокий температурный предел из всех термопар, перечисленных выше. Он поддерживает высокий уровень точности и стабильности при очень высоких температурах. Тип B имеет более низкий выход, чем другие благородные металлы (тип R и тип S) при температурах ниже 1112F (600C).

Тип B Диапазон температур:

• Провод для термопар, от 32 до 3100F (от 0 до 1700C)
• Удлинительный провод, от 32 до 212F (от 0 до 100C)

Точность (какая больше):

• Стандарт: +/- 0,5%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,25%

Справочная таблица термопар типа B

Термопара типа R (платина-родий -13% / платина): Тип R используется в условиях очень высоких температур.В нем более высокий процент родия, чем в типе S, что делает его более дорогим. Type R очень похож на Type S с точки зрения производительности. Иногда он используется в приложениях с более низкими температурами из-за его высокой точности и стабильности. Тип R имеет немного более высокую выходную мощность и улучшенную стабильность по сравнению с типом S.

Температурный диапазон типа R:

• Провод для термопар, от -58 до 2700F (от -50 до 1480C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (какая больше):

• Стандарт: +/- 1.5C или +/- 0,25%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C или 0,1%

Справочная таблица термопар типа R

Термопара типа S (платина родий — 10% / платина): Тип S используется в приложениях с очень высокими температурами. Обычно он используется в биотехнологической и фармацевтической промышленности. Иногда он используется в приложениях с более низкими температурами из-за его высокой точности и стабильности.Тип S часто используется с керамической защитной трубкой.

Тип S Диапазон температур:

• Максимальная непрерывная рабочая температура: до 2,912F (1600 ° C)
• Кратковременное использование: до 3092F (1700C)
• Провод для термопар, от -58 до 2700F (от -50 до 1480C)
• Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (какая больше):

• Стандарт: +/- 1.5C или +/- 0,25%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C или 0,1%

Рекомендации по применению термопар типа J с неизолированным проводом:

• Тип S можно использовать в инертной и окислительной атмосфере при температуре до 2,912F (1600C) непрерывно и до 3092F (1700C) для краткосрочного использования.

Справочная таблица термопар типа S

Сколько типов термопар существует и чем они отличаются?

Тип K, Тип J, Тип N — список типов термопар выглядит как алфавитный суп.По мере того, как технологии совершенствуются, а производители предлагают больше возможностей, становится все труднее отслеживать все различные названия и классификации. В этой статье описаны 11 наиболее распространенных типов промышленных термопар.

Термопары — одно из наиболее распространенных устройств, используемых в различных отраслях промышленности для измерения температуры. Эти электрические термометры состоят из двух проводов из разнородных металлов, соединенных вместе в точке измерения, также известной как горячий спай. Из-за разницы в электроотрицательности двух металлов изменения температуры в горячем спайе создают разность напряжений на другом конце проводов, называемом точкой соединения или холодным спаем.(См. Это видео для получения более подробной информации о том, что такое термопары и как они работают.)

Типы термопар

То, что отличает одну термопару от другой, — это металлы в ее двух проводах: положительной и отрицательной. Поскольку каждый тип термопары имеет разные пары, они различаются температурными пределами, условиями процесса (инертная, окислительная, восстановительная атмосфера, сильная вибрация) и т. Д. Но сколько существует типов термопар?

Точное число определить непросто.Он увеличивается по мере того, как производители разрабатывают новые составы / пары и по мере их признания организациями по стандартизации, и уменьшается по мере того, как определенные типы термопар теряют популярность и становятся устаревшими. Затем есть термопары с разными названиями, но лишь немного отличающиеся вариации одних и тех же пар.

Но мы можем с уверенностью сказать, что существует две основные группы термопар. В одном из них используются такие материалы, как железо, никель, медь и хром — недрагоценные металлы, которые в паре создают высокие термоэлектрические напряжения.Другая группа состоит из более дорогих благородных металлов, таких как родий, платина, рений и вольфрам, которые используются при гораздо более высоких температурах.

Условные обозначения термопар

Большинство термопар имеют только буквенные названия, и обозначения кажутся произвольными. Другими словами, буквы не соответствуют химическому символу доминирующего металла, а их типы не стандартизированы в алфавитном порядке. Американский национальный институт стандартов (ANSI) и аккредитованное ANSI Американское общество испытаний и материалов (ASTM) перечисляют девять основных типов термопар: B, E, J, K, N, R, S, T и C.

Единственным исключением из произвольных обозначений являются термопары, содержащие вольфрам с химическим обозначением W и рений. Число после буквы W указывает, сколько рения находится в положительной ветви. Например, тип W5 означает, что положительная ветвь состоит на 95% из вольфрама и 5% из рения. Если числа нет, в положительной ветви нет рения. Вольфрамовые термопары имеют самый высокий температурный предел среди всех типов: до 4200 ° F (2320 ° C)

В то время как большинство термопар имеют одно название, у этих трех типов вольфрама их больше:

• Тип W5 или Тип C
• Тип W3 или Тип D
• Тип WR или Тип W или Тип G

Типы, состав и применение термопар

Итак, сколько существует типов термопар? Быстрый ответ: «как минимум 11.Самыми распространенными являются K, J, N, E и T — с менее дорогими основными металлами. Вот краткое руководство по всем типам термопар, доступных в WIKA.

904

904 904

Медь (

T

)

Константан (CuNi)

9046 Platinum

905 968 Платина

2,780 ° C

Тип	Материалы (положительная ветвь указана первой)	Максимальная температура	Хромель (NiCr) Алюмель (NiAl)	2,300 ° F (1,260 ° C)	нефтеперерабатывающих заводов
5	5 Константан (CuNi)	1400 ° F (760 ° C)	литье под давлением
N	Nicrosil (NiCr50002) (NiCr50002) Nicrosil (NiCr50002) 2300 ° F (1260 ° C)	НПЗ, нефтехимия
E 90 005	Хромель (NiCr) Константан (CuNi)	1,600 ° F (870 ° C)	электростанции
T	700 ° F (370 ° C)	криогенная техника, морозильники, производство продуктов питания
R	2,700 ° F (1,480 ° C)	Установки для извлечения серы
S	Платина — 10% родий Платина

03

224

W5

(C)

высокотемпературные печи, биотехнологии, фармацевтика, лаборатории
B	Платина — 30% родий Платина — 6% родий	3100 ° F (1700 ° C)	Производство стекла
WR * (G)	Вольфрам 681 26% Вольфрам681 26% Вольфрам 4200 ° F (2320 ° C)	полупроводники, солнечная, аэрокосмическая
W3 (D)	Вольфрам — 3% рений Вольфрам — 25%		000	Вольфрам — 5% рений Вольфрам — 26% рений

^{* также известный как тип W}

Подробнее о проводах WIKA см. В руководстве по термопарам WIKA. ‘магнетизм, цвета, коды и условия эксплуатации.По вопросам о том, какой электронный датчик температуры подходит для вашего применения, обращайтесь к нашим специалистам ETM.

Пиромирование | Типы термопар | Тип J, Тип K, Тип N, Тип T, Тип E, Тип R, Тип S, Тип B, Тип C

Термопара состоит из сварного «горячего» спая между двумя разнородными металлами — обычно проволокой — и эталонным спаем на противоположном конце. Металлические сплавы, выбранные в качестве Провода положительной и отрицательной ветви термопары определяют тип термопары.Выбор подходящего типа термопары для конкретного применения определяется температурой. ожиданиями и окружающей средой, в которой будет размещен датчик.

Далее следуют популярные общие и торговые названия для наиболее распространенных комбинаций проводов типа термопар, а также типичные области применения и ограничения для каждой из них.

Термопара типа K

Комбинация сплавов: Chromel® / Alumel® Темп. Диапазон: (от 0 до 1260) ° C [от 32 до 2300] ° F

Термопары типа K рекомендуются для непрерывной окислительной или нейтральной атмосферы и в основном используются при температурах выше 538 ° C [1000 ° F].Они могут выйти из строя, если подвергается воздействию серы. Предпочтительное окисление хрома в положительной ветви при определенных низких концентрациях кислорода вызывает в большинстве случаев « зеленую гниль » и большие отрицательные отклонения калибровки серьезные в диапазоне (от 816 до 1038) ° C [от 1500 до 1900] ° F. Эти проблемы могут предотвратить вентиляция или инертное уплотнение защитной трубки.

Термопара типа J

Комбинация сплавов: железо / константан Темп. Диапазон: (от 0 до 760) ° C [от 32 до 1400] ° F

Термопара типа J подходит для вакуума, восстановительной или инертной атмосферы, окислительной атмосферы с уменьшенным сроком службы.Железо быстро окисляется при температуре выше 538 ° C [1000 ° F], поэтому только Для работы при высоких температурах рекомендуется проволока большого сечения. Открытые элементы не должны подвергаться воздействию сернистой атмосферы выше 538 ° C [1000 ° F].

Термопара типа T

Комбинация сплавов: медь / константан Темп. Диапазон: (от -200 до 370) ° C [от -328 до 700] ° F

Термопары типа T могут использоваться в окислительной, восстановительной или инертной атмосфере, а также в условиях вакуума.Они не подвержены коррозии во влажной атмосфере. См. Наш каталог «Пределы погрешности», опубликованный для диапазонов температур ниже нуля.

Термопара типа E

Комбинация сплавов: Chromel® / Constantan Temp. Диапазон: (от 0 до 870) ° C [от 32 до 1600] ° F

Термопары типа E рекомендуются для работы в окислительной или инертной атмосфере. Минусовые пределы погрешности не установлены. Этот тип имеет самую высокую термоэлектрическую вывод общих калибровок.

Термопара типа N

Комбинация сплавов: Nicrosil® / Nisil® Temp. Диапазон: (от 0 до 1260) ° C [от 32 до 2300] ° F

Термопары типа N могут использоваться в приложениях, где элементы типа K имеют более короткий срок службы и проблемы со стабильностью из-за окисления и развития «зеленой гнили».

Термопара типа S и термопара типа R

Комбинация сплавов типа S: платина / платина (10% родий)

Комбинация сплавов типа R: платина / платина (13% родий)

Темп.Диапазон: (от 538 до 1481) ° C [от 1000 до 2700] ° F

Очевидно, что термопары типов S и R очень похожи. Оба они рекомендуются для работы при высоких температурах и должны быть защищены неметаллическим защитная гильза и керамические изоляторы. Продолжительное использование при высоких температурах вызывает рост зерна, что может привести к механическому повреждению. Отрицательный дрейф калибровки может быть вызвано диффузией родия в чистую ветвь, а также испарением родия.Термопара типа R используется в промышленности, а тип S — в лаборатории.

Термопара типа B

Комбинация сплавов: платина (6% родий) / платина (30% родий)

Темп. Диапазон: (871–1704) ° C [1600–3100] ° F

Термопара типа B очень похожа на термопару типа R и типа S, но имеет меньшую мощность. Он также менее подвержен разрастанию и сносу зерна.

Ищете термопары в сборе по стилю? См. Нашу страницу о термопарах.

Ищете точные спецификации? Смотрите наш каталог.

Chromel и Alumel являются зарегистрированными товарными знаками Hoskins Mfg. Co.

Nicrosil и Nisil являются зарегистрированными товарными знаками Amax Specialty Metals Corp.

Термопары

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 обычно используются в широком диапазоне применений — от термопар промышленного использования до обычных термопар, используемых в коммунальных службах и обычных приборах.В связи с широким диапазоном 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.

Подробнее о термопарах

Эффект Зеебека

В 1821 году Томас Зеебек обнаружил непрерывное течение 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 разомкнутой цепи (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 коррелировано 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:
— Температурный диапазон
— 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 термопары.

Как мне узнать, какой тип соединения выбрать?

Доступны зонды с термопарами в оболочке с одним из трех типов спая: заземленным, незаземленным или открытым. 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 предлагает электрическую изоляцию.

Выберите подходящую термопару

Термопара с бисером и проволокой
Формы вращающихся анемометров с механической скоростью могут быть описаны как принадлежащие к классу лопастных или гребных.В этом стиле анемометра ось вращения должна быть параллельна направлению ветра и, следовательно, обычно горизонтальна. На открытых пространствах ветер меняется по направлению, и ось должна следовать за его изменениями. В случаях, когда направление движения воздуха всегда одно и то же, как, например, в вентиляционных шахтах и ​​зданиях, используются ветровые лопатки, известные как счетчики воздуха, которые дают наиболее удовлетворительный результат. полученные результаты.Пластинчатые анемометры доступны с дополнительными функциями, такими как измерение температуры, влажности и точки росы, измерение объема. возможность преобразования и регистрации данных. 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 термопары доступен в трех различных исполнениях. 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 сложно измерить температуру твердой поверхности. Чтобы обеспечить точное измерение, весь Площадь измерения датчика должна соприкасаться с поверхностью.Это сложно при работе с жестким датчиком и жесткой поверхностью. С термопары изготовлены из пластичных 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 газовой) и диаметра провода термопары (если он обнажен) или диаметра 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.

Могу ли я 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, чтобы преобразовать милливольтметры 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 устройствами?

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 температурный диапазон, 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 любого другого устройства. и делать это без прямого контакта с измеряемыми поверхностями. Однако они обычно 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.

Справочные таблицы термопар

Термопары производят выходное напряжение, которое можно соотнести с температурой, которую измеряет термопара. Документы в таблице ниже укажите термоэлектрическое напряжение и соответствующую температуру для данного типа термопары. В большинстве документов также указывается термопара. диапазон температур, пределы погрешности и условия окружающей среды.

Термопара типа B (° C) Термопара типа B (° F) Тип термопары C (° C) Тип термопары C (° F) Термопара типа E (° C) Термопара типа E (° F) Термопара типа J (° C) Термопара типа J (° F) Термопара типа K (° C) Термопара типа K (° F) Термопара типа N (° C) Термопара типа N (° F) Термопара типа R (° C) Термопара типа R (° F) Термопара типа S (° C) Термопара типа S (° F) Тип термопары T (° C) Термопара типа T (° F) Вольфрам и вольфрам /
Рений CHROMEGA ™ vs.Золото-0,07
атомный процент железа

Термопары | Сопутствующие товары

↓ Посмотреть эту страницу на другом языке или регионе ↓

Что такое термопара? Типы термопар, их применение и др.

Что такое термопара?

Американское общество испытаний и материалов (ASTM) определило термин термопара следующим образом:

Thermocouple, n.- в термометрии — датчик термоэлектрического термометра, состоящий из электропроводящих элементов схемы. двух разных термоэлектрических характеристик, соединенных в стыке. [Том. 14.03, E 344 — 02 3.1 (2007).]

Другими словами, термопара возникает, когда любые два различных типа металлов, соединенных в месте соединения, подвергаются температурному градиенту. Когда два разных металла подвергаются температурному градиенту, они генерируют очень небольшой электрический заряд, обычно измеряемый в милливольтах, который коррелирует с температурой, которой подвергаются элементы.Это явление иногда называют эффектом Зеебека.

Термопары могут быть изготовлены из очень распространенных материалов, таких как железо и никель. Термопары также могут быть изготовлены из редких и дорогих материалов, таких как как платина и родий.

Какие типы термопар признаны надежными?
Хотя любые два разных металла могут быть соединены в термопару, ученые и специалисты по температуре признали, что предпочтительнее использовать определенные комбинации металлов, чтобы надежно измерить температуру.Эти надежные комбинации металлов называются типами термопар (они также неофициально упоминаются время от времени). время как калибровки термопары).

ASTM определил термин «тип термопары» следующим образом:

Тип термопары, n. — номинальный термоэлектрический класс материалов термоэлементов, которые при использовании в паре имеют стандартизованное соотношение и допуск между относительной ЭДС Зеебека и температурой, физическими характеристиками и присвоенным буквенным обозначением типа и цветовым кодом.[Том. 14.03, E 344 — 02 3.2 (2007).]

В Соединенных Штатах в стандарте ANSI / ASTM E 230 для каждого типа термопары определены разные буквенные и цветовые обозначения. Европейский Стандарты установлены МЭК, который использует разные обозначения цветового кода для термопар, но в основном придерживается тех же буквенных обозначений.

Итак, как мне узнать, какие типы термопар для чего используются?
ASTM и IEC признали следующие типы термопар.Типичный использование этих типов термопар изложено ниже.

1. Термопара типа J (наиболее распространенная): Эта термопара состоит из железной и константановой ножек и, возможно, является самой распространенной термопарой в использование в США. Термопара типа J без оболочки может использоваться в вакууме, восстановительной, окислительной и инертной атмосфере. Более тяжелый калибр — проволока рекомендуется использовать выше 1000 град. F, поскольку железная ветвь этой термопары быстро окисляется при высоких температурах.

2. Термопара типа K (наиболее распространенная, очень горячая): Эта термопара состоит из хромеля и алюмелевой ножки. Эта термопара рекомендуется для окислительная или инертная атмосфера до 2300 град. F. Езда на велосипеде выше и ниже 1800 градусов. F не рекомендуется из-за изменения ЭДС из-за гистерезиса. Этот Термопара достаточно точна и стабильна при высоких температурах.

3. Термопара типа N (более новый, лучший тип K): Эта термопара состоит из Nicrosil и ножки Nisil.Эта термопара рекомендуется для того же диапазона, что и тип K. Он имеет лучшую устойчивость к разложению из-за температурных циклов, зеленой гнили и гистерезиса, чем тип K и обычно очень конкурентоспособна по стоимости с типом K.

4. Термопара типа T (наиболее распространенная реальная холодная): Эта термопара состоит из медной и константановой ножек. Может использоваться в вакууме, окислительная, восстановительная и инертная атмосферы. Он сохраняет хорошую устойчивость к коррозии в большинстве атмосфер и высокую стабильность при минусовых температурах.

5. Термопара типа E (наиболее распространенное силовое приложение): Эта термопара состоит из одной хромированной и одной константановой ножек. Эта термопара не подвержен коррозии в большинстве атмосфер. Тип E также имеет самую высокую ЭДС на градус среди всех стандартных термопар. Однако это термопару необходимо защищать от сернистой атмосферы.
6. Термопары типа B, R&S (наиболее распространенные настоящие, очень горячие): платиновые и родиевые термопары.Рекомендуется использовать в окислительных или инертных атмосферы. Уменьшение атмосферы может вызвать чрезмерный рост зерен и дрейф калибровки этих термопар. Типы R&S могут использоваться до 1480 C. Тип B может использоваться при температуре до 1700 C.

7. Термопара типа C (для самых жарких сред): Термопара из вольфрама и рения. Рекомендуется для использования в вакууме, высокая чистота водород или чистая инертная атмосфера. Может использоваться при очень высоких температурах (2316 C).Однако эта термопара по своей природе хрупкая.

Датчик термопары

: что это такое, типы и руководство по покупке

Термопара — это устройство, известное для измерения температуры, которое состоит из датчиков различных типов, из которых потребители могут выбирать. От термопары типа K до типа J, типа T и т. Д., Понимание их различий и покупка термопары, подходящей для вашего следующего проекта Arduino, может оказаться непростой задачей!

Не бойтесь, в этом руководстве я помогу вам, объяснив:

• Что такое термопара?
• Как работает термопара?
• Какой тип термопары?
• Как выбрать термопару?
• Как использовать термопару с Arduino?

Что такое термопара? Определение Термопара типа K

Термопара — это датчик, сделанный из двух металлических частей, используемый для измерения температуры.Эти два куска металла свариваются на одном конце, образуя стык, на котором измеряется температура.

На изображении выше изображена термопара типа K, которую можно приобрести в Seeed! Вы можете нажать здесь, чтобы узнать больше!

Как работают термопары?

Принцип работы термопар

Термопара работает по принципу эффекта Зеебека (также известного как термоэлектрический эффект), принципа, открытого немецким физиком Томасом Иоганном Зеебеком еще в 18 веке.

Эффект Зеебека утверждает, что когда два разных металла соединяются вместе на двух стыках, создается электродвижущая сила (ЭДС).

Чтобы лучше понять этот принцип работы, мы рассмотрим схему термопары!

Описание схемы термопары

На схеме ниже показана электрическая цепь, которая обычно встречается в термопарах. Вот как работают термопары на этой иллюстрации:

• Два куска металла свариваются на одном конце, образуя соединение
• Горячий спай — это источник тепла, который генерирует температуру
• При изменении температуры между металлами возникает перепад напряжения
• Термопара справочные таблицы затем используются для интерпретации напряжения для рассчитываемой температуры

Для чего используются термопары?

Теперь, когда мы поняли, как работают термопары, мы рассмотрим их применение.

Термопары используются не только в промышленности, но и в повседневных бытовых приборах:

• Промышленное применение:
  • Измерение температуры металлов
  • Измерение температуры для печей, двигателей, технологических процессов
  • Пищевая промышленность; пастеризация молока и криогенное применение

• Повседневные применения:
  • Печь с термопарой
  • Печи
  • Тостеры

В целом термопары являются широко используемым типом датчиков температуры для измерения и контроля, хотя и содержит различия по сравнению с другими типами датчиков температуры, такими как RTD и термостат.О различиях мы поговорим позже.

В чем разница между термопарой, RTD, термистором?

Термопару можно сравнить с RTD и термисторами, поскольку все они являются распространенными типами датчиков для измерения температуры.

Примечание. Следующая таблица предназначена только для сравнения, где пригодность каждого датчика зависит от того, что вы пытаетесь с ним сделать.

	RTD	Термизистор	Термопара
Как измеряется температура	Использует металлические резисторы и измеряет температуру путем изменения сопротивления	Использует керамический / полимерный резистор и измеряет температуру путем изменения сопротивления	Использует два металлических провода и измеряет температуру через перепад напряжения в соединениях
Типичный диапазон температур	от -200 до 650 ° C	от -100 до 325 ° C	от 200 до 1750 ° C
Стоимость	Самые дорогие	От низкой стоимости до умеренной	Самый низкий
Чувствительность обнаружения	Низкая чувствительность, общее время отклика от 1 до 50 с	Достойная чувствительность с общим временем отклика	Хорошая чувствительность при общем времени отклика 0.От 10 до 10 с
Линейность	Довольно линейный	Экспоненциальная	Нелинейный
Тепловое возбуждение	Обязательно, текущий источник	Обязательно, источник напряжения	Не требуется
Долгосрочная стабильность	стабильный, 0,05 ° C	стабильный, 0,2 ° C	Переменная
Лучше всего подходит для	Более стабильные показания с типичной точностью ± 0.1 ° С	Стабильные показания с типичной точностью ± 0,1 ° C	Более высокий температурный диапазон с типичной точностью ± 0,5 ° C

Помимо приведенного выше сравнения термопар, термопар и термисторов, также часто говорят о различиях между термопарами и термобатареями.

Чтобы вам было проще понять, есть только одно главное отличие, которое вы должны принять к сведению:

• Термопара — это датчик, сделанный из двух металлических частей, используемый для измерения температуры.
• Термобатарея — это устройство, преобразующее тепловую энергию в электрическую

Какие типы термопар?

Теперь, когда вы поняли, что такое термопары и как они работают, мы теперь более подробно рассмотрим, какие типы термопар?

Существует 8 типов термопар, классифицируемых как «неблагородные металлы и благородные металлы», а именно:

• Тип термопары, изготовленный из основного металла:
  • Тип K
  • Тип J
  • Тип T
  • Тип E
  • Тип N
• Тип термопары, сделанный из благородного металла:

Тип K Термопара ( Самый популярный)

Несомненно, наиболее популярным типом термопар является термопара типа K.Он известен своим широким диапазоном температур и долговечностью, поэтому многие считают его!

Вот все о термопаре типа К:

Использованный свинец:

• Никель-хром (+), алюминий (-)

Цветовой код:

• ANSI (Америка): желтый (+), красный (-)
• IEC: зеленый (+), белый (-)

Диапазон температур:

• от -200 ° C до 1250 ° C
• по Фаренгейту: от -328 до 2,282F

Точность

• Стандарт: +/- 2.2 ° C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или +/- 0,4%

Термопара типа J (менее мощный вариант, чем K)

Во-вторых, в списке основных металлов стоит термопара J-типа. Несмотря на меньший диапазон температур и меньшую чувствительность при более высоких температурах, это все еще распространенный вариант!

Вот все о термопарах типа J:

Использованный свинец:

Цветовой код:

• ANSI (Америка): белый (+), красный (-)
• IEC: черный (+), белый (-)

Диапазон температур:

• от -210 до 760 ° C
• по Фаренгейту: от –346 до 1,400F

Точность:

• Стандарт: +/- 2.2 ° C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или +/- 0,4%

Термопара типа T (низкотемпературная опция)

В-третьих, термопары типа T. Обычно используется в пищевой промышленности, где требуются чрезвычайно низкие температуры, например, в криогенике, и обеспечивает более низкие показания температуры, несмотря на меньший диапазон температур.

Вот все о термопарах типа T:

Использованный свинец:

• Медь (+), константан (-)

Цветовой код:

• ANSI (Америка): синий (+), красный (-)
• IEC: коричневый (+), белый (-)

Диапазон температур:

• от -270 до 370 ° C
• по Фаренгейту: от –454 до 700F

Точность:

• Стандарт: +/- 1.0 ° C или +/- 0,75%
  Специальные пределы погрешности: +/- 0,5 ° C или 0,4%

Термопара типа E (более высокая точность, чем K&J)

Прежде чем вы прочитаете заголовок и поймете, что тип E — лучший тип термопары, потому что он имеет более высокую точность, чем популярные, подождите!

Термопара типа

E обеспечивает более высокую точность и более сильный сигнал, чем тип K&J, но только при умеренных диапазонах температур и ниже!

Вот и все о термопаре типа Е!

Использованный свинец:

• Никель-хром (+), константан (-)

Цветовой код:

• ANSI (Америка): фиолетовый (+), красный (-)
• IEC: фиолетовый (+), белый (-)

Диапазон температур:

• от -200 до 900 ° C
• по Фаренгейту: от -328 до 1652F

Точность:

• Стандарт: +/- 1.7 ° C или +/- 0,5%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,0 C или 0,4%

Термопара типа N (дорогая версия типа K)

Термопара типа N имеет аналогичные характеристики с популярным типом K с точки зрения предела температуры и точности, хотя и стоит дороже.

Вот все о термопаре типа N:

Использованный свинец:

Цветовой код:

• ANSI (Америка): оранжевый (+), красный (-)
• IEC: розовый (+), белый (-)

Диапазон температур:

• от -270 до 392 ° C
• по Фаренгейту: от -454 до 2300F

Точность:

• Стандарт: +/- 2.2 ° C или +/- 0,75%
• Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Термопара типа S (высокотемпературная термопара)

Первой из трех термопар из благородных металлов является термопара типа S. Разработанная с возможностью измерения высоких температур, она обычно используется в условиях, которые этого требуют. Такими условиями являются фармацевтическая промышленность, биотехнологии и т. Д.

Вот все о термопаре типа S:

Использованный свинец:

• Платина Родий (+), Платина (-)

Цветовой код:

• ANSI (Америка): черный (+), красный (-)
• IEC: оранжевый (+), белый (-)

Диапазон температур:

• от 0 до 1450 ° C
• по Фаренгейту: от 32 до 2642F

Точность:

• Стандарт: +/- 1.5 ° C или +/- 0,25%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C или 0,1%

Термопара типа R (аналогична, но дороже, чем тип S)

Во-вторых, три термопары из благородных металлов относятся к типу R. Подобно типу S, он разработан с возможностью измерения высоких температур. Однако тип R дороже, чем тип S, поскольку он состоит с более высоким процентным содержанием родия.

Вот все о термопарах типа R:

Использованный свинец:

• Платина Родий (+), Платина (-)

Цветовой код:

• ANSI (Америка): черный (+), красный (-)
• IEC: оранжевый (+), белый (-)

Диапазон температур:

• от 0 до 1450 ° C
• по Фаренгейту: от 32 до 2642F

Точность:

• Стандарт: +/- 1.5 ° C или +/- 0,25%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C или 0,1%

Термопара типа B (верхний предел температуры)

Последней в этом списке находится термопара типа B. Думал, что у Type R и Type S есть предел высокой температуры? Тип B улучшает это, имея более высокий предел температуры среди всех перечисленных!

Он не только предлагает самый высокий температурный предел, но также поддерживает точность и стабильность при таких высоких температурах!

Вот все о термопаре типа B:

Использованный свинец:

• Платина родий (+), платина родий (-)

Код цвета:

• ANSI (Америка): черный (+), красный (-)
• IEC: оранжевый (+), белый (-)

Диапазон температур:

• от 0 до 1700 ° C
• по Фаренгейту: от 32 до 3100F

Точность:

• Стандарт: +/- 0.5%
• Специальные пределы погрешности: +/- 0,25%

Каковы различия между всеми термопарами типа

Вот сводная сравнительная таблица между всеми типами термопар. Вы можете обратиться к этому при принятии решения о выборе термопары

. От

	Используемый свинец	Цветовой код	Диапазон температур	Точность
Тип К	Никель-Хром (+) Алюмель (-)	ANSI (Америка): желтый (+), красный (-) IEC: зеленый (+), белый (-)	от 200 ° C до 1250 ° C по Фаренгейту: от –328 до 2,282F	Стандарт: +/- 2.2 ° C или +/- 0,75% Специальный: +/- 1,1 ° C или +/- 0,4%
Тип J	Железо (+) Константин (-)	ANSI (Америка): белый (+), красный (-) IEC: черный (+), белый (-)	от -210 до 760 ° C по Фаренгейту: от –346 до 1,400F	Стандартный: +/- 2,2 ° C или +/- 0,75% Специальный: +/- 1,1 ° C или +/- 0,4%
T тип	Медь (+) Константин (-)	ANSI (Америка): синий (+), красный (-) IEC: коричневый (+), белый (-)	до 370 ° C по Фаренгейту: от –454 до 700F	Стандарт: +/- 1.0 ° C или +/- 0,75% Специальный: +/- 0,5 ° C или 0,4%
E тип	Никель-хром (+) Константан (-)	ANSI (Америка): фиолетовый (+), красный (-) IEC: фиолетовый (+), белый (-)	от -200 до 900 ° C по Фаренгейту: от -454 до 1600F	Стандартный: +/- 1,7 ° C или +/- 0,5% Специальный: +/- 1,0C или 0,4%
тип N	Никросил (+) Нисил (-)	ANSI (Америка): оранжевый (+), красный (-) IEC: розовый (+), белый (-)	от 270 до 392 ° C по Фаренгейту: от -454 до 2300F	Стандарт: +/- 2.2 ° C или +/- 0,75% Специальный: +/- 1,1 ° C или 0,4%
Тип S	Платина Родий (+) Платина (-)	ANSI (Америка): черный (+), красный (-) IEC: оранжевый (+), белый (-)	от 0 до 1450 ° C по Фаренгейту: от -32 до 2642F	Стандартный: +/- 1,5 ° C или +/- 0,25% Специальный: +/- 0,6 ° C или 0,1%
Тип R	Платина Родий (+) Платина (-) Более высокое процентное содержание родия	ANSI (Америка): черный (+), красный (-) IEC: оранжевый (+), белый (-)	от 0 до 1450 ° C по Фаренгейту: от -32 до 2642F	Стандарт: +/- 1.5 ° C или +/- 0,25% Специальный: +/- 0,6 ° C или 0,1%
Тип B	Платина Родий (+) Платина Родий (-)	ANSI (Америка): черный (+), красный (-) IEC: оранжевый (+), белый (-)	от 0 до 1700 ° C по Фаренгейту: от 32 до 3100F	Стандартный: +/- 0,5% Специальный: +/- 0,25%

Как выбрать датчик термопары?

Выбор термопары в конечном итоге сводится к тому, для чего вы планируете ее использовать.Вы можете сначала обратиться к таблице из приведенного выше раздела, чтобы получить общее представление обо всех типах термопар, прежде чем принимать во внимание следующие факторы:

Диапазон температур:

• Для самого широкого диапазона температур: выберите термопару типа k
• Для стабильности при высоких температурах: выберите термопару типа N
• Для использования при низких температурах: выберите термопару типа T

Среда, в которой вы ее используете в:

• Для использования в безопасной среде без химикатов и истирания; выбирайте незаземленную термопару, поскольку она обеспечивает более быстрое время отклика
  • Незаземленная термопара — это оголенные провода термопары, которые не касаются оболочки
• Для использования в среде, подверженной химическим воздействиям или истиранию, заземленная термопара работает лучше всего

Как сделать использовать термопару с Arduino?

Независимо от того, решили ли вы, какой тип термопары покупать или нет, одной только термопары
недостаточно для использования с Arduino.

Следовательно, в этом разделе будут представлены рекомендации по продуктам, которые можно использовать с термопарой с Arduino!

Grove — Датчик высокой температуры

В датчике Grove — High Temperature Sensor используется датчик температуры термопары типа K с термистором для определения температуры окружающей среды в качестве компенсации температуры.

Благодаря нашей системе Grove и выделенному порту Grove на этом датчике, вы можете подключить его к Arduino через plug-and-play, что делает термопару Arduino простой реальностью!

Хотите узнать больше? Вы можете перейти на страницу нашего продукта здесь! Мы также предоставляем руководство по термопарам Arduino вместе с ним!

Усилители термопар

Еще один вариант, который вы можете рассмотреть для сопряжения термопары с Arduino, — это наши усилители термопар!

Примечание. Все наши усилители термопар имеют компенсацию холодного спая и встроенный преобразователь термопары в цифровой.

Grove — усилитель для термопар 1-Wire (MAX31850K)

Вы, наверное, слышали об усилителях термопар MAX31855, но этот усилитель термопар, основанный на MAX31850, предлагает такое же разрешение по сравнению.

Специально разработанный для термопар типа k, он имеет 64-битное ПЗУ и однопроводный интерфейс, что позволяет использовать несколько термопар с одним микроконтроллером!

Хотите узнать больше о его функциях, характеристиках и приложениях? Вы можете перейти на страницу нашего продукта здесь! Мы также предоставляем руководство по Arduino вместе с ним!

Grove — усилитель термопары I2C (MCP9600)

Другой вариант — усилитель термопары, основанный на MCP9600.По сравнению с MAX31855 эта опция предлагает более высокое разрешение, несмотря на использование того же интерфейса I2C.

Подобно предыдущему варианту усилителя термопары, этот модуль также предназначен для использования вместе с термопарой k-типа!

Хотите узнать больше о его функциях, характеристиках и приложениях? Вы можете перейти на страницу нашего продукта здесь! Мы также предоставляем руководство по Arduino вместе с ним!

Резюме

На сегодня на сегодня все о термопарах и руководстве по их выбору.Надеюсь, из этого блога вы узнали больше о термопарах, типах и о том, как выбрать подходящую для вашего следующего проекта термопары Arduino!

Для получения дополнительной информации о термопарах типа k, которые мы предлагаем, посетите нашу страницу продукта!

Для получения дополнительной информации об усилении термопар и сравнении max31855, вы можете ознакомиться с этой статьей!

Следите за нами и ставьте лайки:

Теги: хромель, термопара для фурнитуры, GROVE, как использовать термопару, термопара типа j, термопара k, термопара типа k, MAX31855, термопара типа t, датчик температуры, термопара, усилитель термопары, термопара Arduino, руководство по термопаре, датчик термопары, типы термопар , что такое термопара

Продолжить чтение

.