Вопрос №3 Термопара. Принцип работы термопары.

Термопара что это такое

Термопара (термоэлектрический преобразователь температуры) — термоэлемент, применяемый в

измерительных и преобразовательных устройствах, а также в системах автоматизации.

Международный стандарт на термопары МЭК 60584 (п.2.2) дает следующее определение термопары:

Термопара — пара проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих

часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.

Для измерения разности температур зон, ни в одной из которых не находится вторичный преобразователь

(измеритель термо-ЭДС), удобно использовать дифференциальную термопару: две одинаковых термопары,

соединенных навстречу друг другу. Каждая из них измеряет перепад температур между своим рабочим

спаем и условным спаем, образованным концами термопар, подключёнными к клеммам вторичного

преобразователя, но вторичный преобразователь измеряет разность. их сигналов, таким образом, две

термопары вместе измеряют перепад температур между своими рабочими спаями.

Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Когда концы проводника находятся при разных температурах, между ними возникает разность потенциалов, пропорциональная разности температур. Коэффициент пропорциональности называют коэффициентом термоэдс. У разных металлов коэффициент термоэдс разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными коэффициентами термоэдс в среду с температурой Т1 . мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т2. которое будет пропорционально разности температур T1 и Т2 .

Вопрос №4 Виды термометров сопротивления.

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры, сопротивление чувствительного элемента которого зависит от температуры. Может быть выполнен из металлического или полупроводникового материала. 6 последнем случае называется термистором.

Представляет собой резистор, выполненный из металлической проволоки или пленки и имеющий известную зависимость электрического сопротивления от температуры Наиболее распространённый тип термометров сопротивления — платиновые термометры Это объясняется тем, что платина имеет высокий температурный коэффициент сопротивления и высокую стойкость к окислению. Эталонные термометры изготавливаются из платины высокой чистоты с температурным коэффициентом не менее 0,003925. В качестве рабочих средств измерений применяются также медные и никелевые термометры. В стандарте приведены диапазоны, классы допуска, таблицы НСХ и стандартные зависимости сопротивление-температура. Стандарт соответствует международному стандарту МЭК 60751 (2008). В стандарте впервые отказались от нормирования конкретных номинальных сопротивлений. Сопротивление изготовленного термометра может быть любым. Промышленные платиновые термометры сопротивления в большинстве случаев используются со стандартной зависимостью сопротивление-температура (НСХ), что обуславливает погрешность не лучше 0,1 °С (класс АА при 0 °С). Термометры сопротивления на основе запыленной на подложку плёнки отличаются повышенной вибропрочностью, но меньшим диапазоном температур. Максимальный диапазон, в котором установлены классы допуска платиновых термометров для проволочных чувствительных элементов составляет 660 °С (класс С), для пленочных 600 °С (класс С).

Преимущества термометров сопротивления

Высокая точность измерений (обычно лучше ±1 °С), может доходить до 0,01 °С.

Возможность исключения влияния изменения сопротивления линий связи на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений

Практически линейная характеристика

Недостатки термометров сопротивления

Малый диапазон измерений (по сравнению с термопарами)

Не могут измерять высокую температуру

Термоэлектрический преобразователь — термопара

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).

Термопара что это такое

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

Термопара это:

Для измерения температуры различных типов объектов и сред, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Термопары из вольфрам -рениевого сплава являются самыми высокотемпературными контактными датчиками температуры. Такие термопары незаменимы в металлургии для контроля температуры расплавленных металлов.

В 1920 х —30 х годах термопары использовались для питания детекторных приемников и других слаботочных приборов. Вполне возможно использование термогенераторов для подзарядки АКБ современных слаботочных приборов (телефоны, камеры и т.п) с использованием открытого огня.

Преимущества термопар

  • Высокая точность измерения значений температуры (вплоть до ±0,01 °С)
  • Большой температурный диапазон измерения: от −200 °C до 2500 °C
  • Простота
  • Дешевизна
  • Надежность

Недостатки

  • Для получения высокой точности измерения температуры (до ±0,01 °С) требуется индивидуальная градуировка термопары.
  • На показания влияет температура свободных концов, на которую необходимо вносить поправку. В современных конструкциях измерителей на основе термопар используется измерение температуры блока холодных спаев с помощью встроенного термистора или полупроводникового сенсора и автоматическое введение поправки к измеренной ТЭДС.
  • Эффект Пельтье (в момент снятия показаний, необходимо исключить протекание тока через термопару, так как ток, протекающий через неё, охлаждает горячий спай и разогревает холодный).
  • Зависимость ТЭДС от температуры существенно нелинейна. Это создает трудности при разработке вторичных преобразователей сигнала.
  • Возникновение термоэлектрической неоднородности в результате резких перепадов температур, механических напряжений, коррозии и химических процессов в проводниках приводит к изменению градуировочной характеристики и погрешностям до 5 К.
  • На большой длине термопарных и удлинительных проводов может возникать эффект «антенны» для существующих электромагнитных полей.

Типы термопар

Технические требования к термопарам определяются ГОСТ 6616-94.Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001 .

  • платинородий-платиновые — ТПП13 — Тип R
  • платинородий-платиновые — ТПП10 — Тип S
  • платинородий-платинородиевые — ТПР — Тип B
  • железо-константановые (железо-медьникелевые) ТЖК — Тип J
  • медь-константановые (медь-медьникелевые) ТМКн — Тип Т
  • нихросил-нисиловые (никельхромникель-никелькремниевые) ТНН — Тип N.
  • хромель -алюмелевые — ТХА — Тип K
  • хромель-константановые ТХКн — Тип E
  • хромель-копелевые — ТХК — Тип L
  • медь -копелевые — ТМК — Тип М
  • сильх-силиновые — ТСС — Тип I
  • вольфрам и рений — вольфрамрениевые — ТВР — Тип А-1, А-2, А-3

Точный состав сплава термоэлектродов для термопар из неблагородных металлов в МЭК 60584-1 не приводится. НСХ для хромель-копелевых термопар ТХК и вольфрам-рениевых термопар определены только в ГОСТ Р 8.585-2001. В стандарте МЭК данные термопары отсутствуют. По этой причине характеристики импортных датчиков из этих металлов могут существенно отличаться от отечественных, например импортный Тип L и отечественный ТХК не взаимозаменяемы. При этом, как правило, импортное оборудование не рассчитано на отечественный стандарт.

В настоящее время стандарт МЭК 60584 пересматривается. Планируется введение в стандарт вольфрам-рениевых термопар типа А-1, НСХ для которых будет соответствовать российскому стандарту, и типа С по стандарту АСТМ [2] .

В 2008 г. МЭК ввел два новых типа термопар: золото-платиновые и платино-палладиевые. Новый стандарт МЭК 62460 устанавливает стандартные таблицы для этих термопар из чистых металлов. Аналогичный Российский стандарт пока отсутствует.

Сравнение термопар

Таблица ниже описывает свойства нескольких различных типов термопары. В пределах колонок точности, T представляет температуру горячего спая, в градусах Цельсия. Например, термопара с точностью В±0.0025Г—T имела бы точность В±2.5 В°C в 1000 В°C.

Температурный диапазон °C (длительно)

Смотреть что такое «Термопара» в других словарях:

термопара — термопара … Орфографический словарь-справочник

Термопара — – первичный измерительный преобразователь в цепи электрического термометра, представляющий собой два разнородных проводника, спаянных концами, для получения элек­трического тока при тепловом воздействии на спай. Применяют для измерения… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ТЕРМОПАРА — датчик темп ры, состоящий из двух соединённых между собой разнородных электропроводящих элементов (обычно из металлич. проводников, реже из ПП). Действие Т. основано на эффекте Зеебека (см. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ). Если контакты (обычно спаи) … Физическая энциклопедия

ТЕРМОПАРА — ТЕРМОПАРА, смотри в статье Термоэлемент … Современная энциклопедия

ТЕРМОПАРА — термочувствительный элемент в устройствах для измерения температуры, системах управления и контроля. Состоит из двух последовательно соединенных (спаянных) между собой разнородных проводников или (реже) полупроводников. Если спаи находятся при… … Большой Энциклопедический словарь

ТЕРМОПАРА — ТЕРМОПАРА, ТЕРМОМЕТР, состоящий из двух разнородных металлических проводников, соединенных концами. На одном конце проводников поддерживается постоянная температура. Другой конец место спайки погружается в вещество, температуру которого требуется … Научно-технический энциклопедический словарь

термопара — сущ. кол во синонимов: 3 • гипертермопара (1) • хромель алюмель (1) • элемент (159) … Словарь синонимов

термопара — Чувствительный элемент авиационного датчика температуры в виде двух разнородных электрических проводников, в котором развивается термоэлектродвижущая сила при разности температур между рабочими и свободными концами. [ … Справочник технического переводчика

термопара — 1.3.1.8 термопара: Термоэлектрический чувствительный элемент, в котором под воздействием температуры контролируемого пламени вырабатывается электродвижущая сила (ЭДС). Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Термопара — [thermocouple] термо электрический датчик, состоящий из двух соединенных разнородных электропров. элементов (обычно металлических проводников, реже полупроводников). Действие термопары основано на эффекте Зеебека. Если контакты (обычно спаи)… … Энциклопедический словарь по металлургии

Термопара — что это такое? Термопара для газового котла

Термопара — что это такое? Многое ясно уже из названия. Устройство представляет собой преобразователь, используемый для измерения температуры рабочей среды. Конструктивно оно представляет собой два проводника из разных металлов, приваренных или припаянных друг к другу на одном конце. Устройство является очень простым, но качественно изготовить его сложно. Термопара что это такое

Как действует термопара

Два разнородных проводника связывают в кольцо. Когда температура стыков отличается, между ними появляется разность потенциалов за счет термоэлектрического эффекта.

Принцип термопары заключается в следующем. 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 электродвижущая сила в цепи (термо-ЭДС). Термопара что это такое

Зависимость между напряжением и температурой у разных металлов варьируется. Те или иные типы датчиков рассчитаны на свои тепловые диапазоны. У них также может быть разная стойкость к коррозии и воздействию агрессивной среды.

Назначение

Для безаварийной работы теплового оборудования применяется термопара. Что это такое для газового котла? И как она работает? Следует рассмотреть подробнее. Прежде всего, она обеспечивает автоматическое отключение оборудования при сбоях в работе газового котла. Термопара для газовой плиты также необходима, чтобы создать электроподжиг газа, как только начинается его подача. Кроме выполнения функции контроля устройство может использоваться в качестве датчика температуры.

Достоинства

Рассмотрим, какими положительными характеристиками обладает термопара:

высокая точность прибора;

широкий диапазон измерения;

очень низкая чувствительность;

нелинейность температурной зависимости термо-ЭДС;

необходимость искусственного поддерживания температуры одного из концов.

Термо-ЭДС электродов существенно зависит от наличия примесей в металлах, механической и термической обработки. Для ее увеличения применяют термобатареи из нескольких термопар.

Особенности устройства промышленной термопары

Термодатчики изготавливаются по большей части из неблагородных металлов. От воздействия внешней среды их закрывают трубой с фланцем, служащим для крепления прибора. Защитная арматура предохраняет проводники от влияния агрессивной среды и делается без шва. Материалом служит обычная (до 600ºС) или нержавеющая (до 1100ºС) сталь. Термоэлектроды изолируют друг от друга асбестом, фарфоровыми трубками или керамическими бусами.

Если терминал расположен близко, то провода термопары подключаются к нему напрямую, без дополнительных разъемов. При расположении измерительного прибора на удалении, при включении его в цепь свободные концы термопары размещаются в литой головке, прикрепленной к защитной трубе. Внутри располагаются латунные клеммники на фарфоровом основании для подключения компенсационных проводов, изготовленных из таких же материалов, что и термоэлектроды, но не обладающих точными и строго контролируемыми характеристиками. Они имеют меньшую стоимость и большую толщину. Их вводят в головку через штуцер с асбестовой прокладкой. Керамика служит для выравнивания температуры во всех местах соединения. Сверху располагается резьбовая защитная крышка с герметичным уплотнением.

На провода нельзя устанавливать обжимные оконцеватели, поскольку они могут ухудшить точность показаний. Из проволоки делают кольцо и зажимают его под винт.

Корректировка изменения температуры на клеммах может производиться электронным прибором, что повышает точность измерений.

Какой может быть термопара. Цена и характеристика

Термопарой могут быть две любые сваренные проволоки из разнородных металлов. В промышленности применяют взаимозаменяемые материалы, способные выдержать высокую температуру, долговечные и с большой термо-ЭДС. Существуют также другие статические устройства с высокой точностью и похожим принципом работы, но термопары проще по устройству и дешевле.

В качестве электродов применяется мягкая отожженная проволока из специальных сплавов. Она работает при предельной температуре около 1000 градусов. Сплавы имеют стабильные и высокие значения термо-ЭДС.

Наиболее распространены датчики с двумя электродами, где катодом является хромоникелевый сплав (хромель), а анодом — другой металл, например, алюмель (термопара ТХА). Самое простое ее подключение производится с помощью вилки. Термопара что это такое

Каждый вид датчика отличается по рабочему температурному интервалу, величине вырабатываемой ЭДС, устойчивости к механическим и химическим воздействиям, долговечности и взаимозаменяемости.

Приобретать надо только такие приборы, которые соответствуют требуемым параметрам. Особенно это относится к термостойкости, иначе в скором времени устройство придется менять.

Термопара для котла исполняется в разных вариантах в зависимости от модели. Цены на датчики находятся примерно на одном уровне. В среднем они составляют 500-600 руб. В продаже есть также датчики в комплекте с дополнительным электронным преобразователем, который вносит компенсацию в показания прибора. Он встраивается непосредственно в головку термопары. Цена датчика становится выше, но при этом не требуются компенсационные провода. К головке термопары можно подключать обычный медный провод.

Предпочтительно брать изделия для конкретных моделей, технические характеристики которых подходят друг другу. Универсальные устройства долговечностью не отличаются.

Виды датчиков

Тип К из никель-хрома (термопара ТХА) или никель-алюмеля (ХА), имеющий следующие свойства: низкую цену, долговечность, погрешность не более 0,4%, пределы измерения от -270 до 1269 градусов. Предназначен для работы в окислительной и инертной средах.

L — хромель-копель(ТХК), недорогая термопара с верхним пределом в 600 градусов.

J — железо-константан. Датчик занимает второе место по популярности, диапазон составляет от -210 до +760 град, менее долговечный, устойчив к окислению.

Е — никель-хром или никель-константан с более высокой точностью и величиной сигнала, верхний предел измерений не превышает 870 градусов.

Датчики из благородных металлов работают при большей температуре, но имеют высокую стоимость, в связи с чем чаще всего применяются в промышленности. Термопара что это такое

Варианты подключения термопары

По способам измерения наиболее распространены заземленные датчики. У них концы проволоки свариваются в один узел, завершающийся специальным зондом. Гильза находится в контакте с защитной внешней оболочкой, благодаря чему быстро передается тепло, и термопара имеет малую инерционность. На точность показаний большое влияние оказывают электрические помехи. По такому принципу работает термопара для газового котла. Измерительный прибор при этом не должен быть заземлен, поскольку через землю могут возникнуть дополнительные контуры, вносящие погрешность в показания.

Если спай не контактирует с защитной оболочкой, то такая конструкция называется незаземленной. Несмотря на то что при этом быстродействие датчика снижается, он меньше подвержен воздействию паразитной электрической наводки.

Рабочий спай также можно непосредственно помещать в измеряемую среду, но такой способ снижает срок службы прибора из-за коррозии. В производстве подобные термопары применяют редко, а в бытовых приборах их можно увидеть везде.

Для измерения температуры в нескольких точках применяется многозонная термопара. Термопара что это такое Схема подключения у нее делается по тому же принципу, только к прибору подсоединяется несколько датчиков, расположенных в двух и более местах.

Как работает термопара с газовым котлом

Термопара — что это такое? Для пользователя все становится ясно, когда возникают перебои в работе газового оборудования. Рабочий спай термопары в котле нагревается от пламени запальника. В цепи наводится термо-ЭДС равная 20-25 mV, значения которой достаточно для срабатывания электромагнитного клапана. При этом открывается подача газа на обогрев котла. Запальная горелка всегда функционирует, пока работает котел. От нее зажигается основная горелка, греющая воду. Термопара для газовой плиты также необходима, чтобы обеспечить электроподжиг на конфорках.

Термопара что это такое

Кроме того, некоторые плиты снабжают защитой при сбоях в подаче, когда в сети пропадает газ, а затем подается снова.

При горении газового факела в котле место спайки термоэлектродов остается нагретым, и за счет этого обеспечивается подача топлива. После того как пламя погаснет, рабочий спай термопары остывает, и она перестает вырабатывать ток. При этом происходит аварийное отключение электромагнитного клапана, перекрывающего газ.

Проверка исправности

Термопара для газового котла проверяется с помощью электромагнитного клапана, который продается в специализированных магазинах. К выводам обмотки клапана надо припаять два гибких провода с зажимами «крокодил9raquo;, а после подсоединить к выводам термопары. При нагревании рабочего спая исправной термопары в пламени газовой горелки или свечи клапан должен функционировать от вырабатываемого тока. Устройство очень удобное и неприхотливое. Термопара что это такое

Проверка работоспособности термопары также производится с помощью милливольтметра. Напряжение на ее свободных концах должно быть не менее 25 мВ.

Одной из причин отключения запальника является неисправность термопары. Плохая работа может быть вызвана образованием инородных образований в месте спайки. Его зачищают наждачкой «нулевкой9raquo;. Удалять нужно только налет. В противном случае будет разрушена спайка.

При разрыве провода термопары его можно соединить коротким куском обычного медного провода. При этом важно, чтобы места контактов находились в одной температуре.

Если термопара для котла прогорела, ее следует заменить. Можно сплавить концы проводов, скрутив их между собой и подсоединив к клеммам АКБ. При этом нужно правильно выбрать время подключения, чтобы спайка получилась качественной. Кроме того, надо сделать так, чтобы на провода термопары не попал металл с клемм аккумулятора. Место скрутки в процессе сварки обычно погружают в графитовый порошок. Если собрать устройство с ЛАТРом, то можно регулировать ток, и стык получится качественным. Все эти меры являются временными, при удобном случае термопара газовая должна быть заменена новой.

Заключение

Термопара — что это такое? Она представляет собой простой термоэлектрический преобразователь. Надежность и долговечность устройства делают его незаменимым средством отключения газового котла при возникновении аварийной ситуации.

Термопары также применяются для электроподжига в газовых плитах и в качестве датчиков температуры.

Термопара что это такое

Никогда не делайте этого в церкви! Если вы не уверены относительно того, правильно ведете себя в церкви или нет, то, вероятно, поступаете все же не так, как положено. Вот список ужасных.

Термопара что это такое

Наши предки спали не так, как мы. Что мы делаем неправильно? В это трудно поверить, но ученые и многие историки склоняются к мнению, что современный человек спит совсем не так, как его древние предки. Изначально.

Термопара что это такое

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

Термопара что это такое

7 частей тела, которые не следует трогать руками Думайте о своем теле, как о храме: вы можете его использовать, но есть некоторые священные места, которые нельзя трогать руками. Исследования показыва.

Термопара что это такое

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

Термопара что это такое

15 симптомов рака, которые женщины чаще всего игнорируют Многие признаки рака похожи на симптомы других заболеваний или состояний, поэтому их часто игнорируют. Обращайте внимание на свое тело. Если вы замети.

Что такое термопара?

Термопара – это электротехническое изделие, предназначенное для измерения температуры на производстве, в лабораторных и научных исследованиях, а также в бытовых условиях. На сегодняшний день термопары очень распространены и применяются практически везде. Их используют для измерения температуры воды, воздуха, различных газов, для измерения температуры смазочных материалов в механизмах и т.д.

Термопара что это такое

Простейшая термопара представляет собой два разнородных электропроводящих элемента, соединённых друг с другом в одной точке. Соединение может быть выполнено в виде скрутки, пайки или сварки. В качестве проводящих электричество элементов в основном используются металлические проводники, реже полупроводниковые элементы.

В зависимости от используемых проводниковых материалов в термопаре, можно измерять температуры в различных числовых диапазонах. Благодаря использованию термопар появилась возможность производить измерения температур примерно от -250ᴼC до 2000ᴼC и более.

Принцип работы и схема

Работа любой термопары основывается на термоэлектрическом эффекте, который был открыт Т.И. Зеебеком в далёком 1821 году. Данный эффект заключается в том, что если последовательно соединить друг с другом два разнородных металлических проводника, образуя таким образом замкнутую электрическую цепь, и в одном месте соединения проводников произвести нагрев, то в цепи возникает электродвижущая сила (ЭДС). Данную электродвижущую силу называют термо-ЭДС. Под действием термо-ЭДС в замкнутой цепи начинает протекать электрический ток.

Термопара что это такое

Место нагрева обычно называют горячим спаем. Место, где нет нагрева – холодный спай.

Если в разрыв цепи подключить гальванометр или микровольтметр, то можно измерить величину термо-ЭДС, которая будет составлять несколько мили- или микровольт. Значение термо-ЭДС будет зависеть от величины нагрева в месте соединения проводников и от величины температуры в месте соединения проводников, где нагрев не происходит. Т.е. значение термо-ЭДС зависит от разности температур между холодным и горячим спаем. Также термо-ЭДС зависит и от рода самих проводников.

Таким образом, если место соединения разнородных проводников термопары нагреть, то между несоединёнными (свободными) концами проводников возникнет разность потенциалов, которую можно измерить электроизмерительным прибором. Благодаря современным преобразователям возникающую разность потенциалов можно преобразовать в определённое цифровое значение, т.е. вполне реально узнать значение температуры нагрева в месте соединения проводников термопары.

Для того чтобы измерения были точными, температура холодного спая должна быть неизменной. Т.к. это не всегда возможно, используются специальные компенсационные схемы для компенсации температуры холодного спая.

Конструкция

Современные термопары изготавливаются различной формы и длины. По конструктивному исполнению их можно разделить на две группы:

● термопары с защитным кожухом.

Первые представляют собой изделие, у которого место соединения двух проводников не закрыто и не защищено от внешних воздействий. Такое исполнение позволяет достичь быстрого времени измерения температуры и низкой инертности.

Второй тип термопары выпускается в виде зонда. Зонд представляет собой металлическую трубку с внутренним изолятором, выдерживающим высокую температуру. Внутрь зонда помещается термоэлектрический элемент термопары. Благодаря такой конструкции термоэлемент защищён от влияния агрессивных сред различных технологических процессов.

Типы термопар — таблица

Термопара что это такое

Термопары отличаются друг от друга материалом используемых проводников и в зависимости от этого делятся на определённые типы. Вот некоторые из них:

  1. Тип В. Платина-родий. Диапазон измеряемых температур у термопары составляет от +600 до +1700ᴼC. Данный тип желательно использовать при измерении температур выше +600ᴼC.
  2. ТипE. Хромель-константан. Термопара, у которой диапазон измеряемых температур в пределах от -200 до +700ᴼC.
  3. ТипJ. Железо-константан. Диапазон измеряемых температур от -200 до +750ᴼC.
  4. ТипK. Хромель-алюмель. С помощью этой термопары можно производить измерения температур в районе от -200 до +1200ᴼC. Это термопара общего применения. Она недорогая, поэтому очень широко используется.
  5. ТипN. Нихросил-нисил. Диапазон измеряемых температур от -270 до +1200ᴼC.
  6. ТипR. Платина-родий. Диапазон измеряемых температур от 0 до +1300ᴼC. Термопара используется при измерении высоких температур, однако её практическое использование весьма ограниченно ввиду большой стоимости и низкой чувствительности.
  7. ТипS. Платина-родий. Диапазон измеряемых температур от 0 до +1300ᴼC. Эту термопару можно использовать в качестве замены предыдущей.
  8. ТипT. Медь-константан. Диапазон измеряемых температур от -200 до +350ᴼC. Термопары типа T используют обычно в устройствах магнитного типа, т.к. медь и константан не магнитные металлы.

У каждого соединения двух определённых сплавов есть своя постоянная зависимость между измеряемой температурой и напряжением на выходе термопары.

Для выбора типа термопары, необходимо знать диапазон температур технологического процесса.

Для того чтобы производить измерение температуры при помощи термопар, их подключают к специальным измерительным преобразователям. Подключение выполняется либо напрямую, либо дифференциально (в разрыв проводников с различными коэффициентами термо-ЭДС).

Если термопара находится на довольно длинном расстоянии от измерительного прибора, используют специальные удлинительные провода и так называемые компенсационные провода.

У термопар есть масса преимуществ по сравнению с другими датчиками температуры. К плюсам можно отнести:

● невысокая стоимость (хотя зависит от дополнительных элементов, таких как соединительные провода, защита в виде зонда, дополнительные разъёмы);

● возможность использовать в экстремальных условиях и достаточно агрессивных средах;

● большой диапазон измеряемых температур;

● определённая точность измерений;

● широкая сфера применения.

Как и у любого изделия, у термопар имеются и недостатки. К ним относятся:

● низкое выходное напряжение (на один градус по Цельсию всего несколько микровольт);


Внимание, только СЕГОДНЯ!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *