В 1821 году физик, а именно Томас Зеебек, обнаружил, что когда два разных металлических провода были соединены на обоих концах одного соединения в цепи при воздействии температуры на соединение, через него будет протекать ток. схема которое известно как электромагнитное поле (ЭМП). Энергия, производимая цепью, называется эффектом Зеебека. Используя эффект Томаса Зеебека в качестве ориентира, оба итальянских физика, а именно Леопольдо Нобили и Македонио Меллони, в 1826 году совместно разработали термоэлектрическую батарею, которая называется тепловым умножителем, она была основана на открытии термоэлектричества Зеебека путем слияния гальванометр а также термобатарея для расчета излучения. Некоторые люди идентифицировали Нобили как первооткрывателя термопары.

Что такое термопара?

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

Термопара

Величина ЭДС, генерируемая в устройстве, очень мала (милливольт), поэтому для расчета ЭДС, производимой в цепи, необходимо использовать очень чувствительные устройства. Обычными устройствами, используемыми для расчета ЭДС, являются потенциометр балансировки напряжения и обычный гальванометр. Из этих двух балансировочный потенциометр используется физически или механически.

Принцип работы термопары

В принцип термопары в основном зависит от трех эффектов, а именно Зеебека, Пельтье и Томпсона.

См. Эффект бека

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

Пельтье-эффект

“сумма произведений из таблицы истинности ”

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

Эффект Томпсона

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

Конструкция термопары

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

Конструкция термопары

Незаземленный переход

В этом типе соединения проводники полностью отделены от защитной крышки. Область применения этого соединения в основном включает работы с высоким давлением. Основное преимущество использования этой функции - уменьшение эффекта паразитного магнитного поля.

Заземленный переход

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

Открытый переход

Открытый переход применим там, где требуется быстрое реагирование. Этот тип спая используется для измерения температуры газа. Металл, из которого изготовлен датчик температуры, в основном зависит от расчетного диапазона температуры.

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

Как работает термопара?

В схема термопары показано на рисунке ниже. Эта схема может быть построена из двух разных металлов, и они соединяются вместе, создавая два перехода. Два металла соединены сваркой.

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

Схема термопары

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

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

Электромагнитная сила, индуцированная в цепи, рассчитывается по следующему уравнению

E = a (∆Ө) + b (∆Ө) 2

Где ∆Ө - разница температур между горячим концом спая термопары, а также эталонным концом спая термопары, a и b - константы.

Типы термопар

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

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

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

K Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар - от -454F до 2300F (-270⁰C до 1260⁰C)

Удлинительный провод (0⁰С до 200⁰C)

Этот K-тип имеет уровень точности

Стандартный +/- 2,2 ° C или +/- 0,75% и специальные пределы +/- 1,1 ° C или 0,4%.

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

Тип J

Диапазон температур:

Провод для термопар - от -346F до 1400F (-210⁰C до 760⁰C)

Удлинительный провод (0⁰С до 200⁰C)

Этот J-тип имеет уровень точности

Стандартный +/- 2,2 ° C или +/- 0,75% и специальные пределы +/- 1,1 ° C или 0,4%.

Тип Т - Это смесь меди / константана. Термопара Т-типа обладает повышенной стабильностью и обычно применяется для низкотемпературных применений, таких как морозильные камеры со сверхнизкими температурами и криогенная техника.

Тип Т

“таблица истинности активного младшего декодера ”

Диапазон температур:

Провода для термопар - от -454F до 700F (-270⁰C до 370⁰C)

Удлинительный провод (0⁰С до 200⁰C)

Этот Т-тип имеет уровень точности

Стандартный +/- 1,0 ° C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 0,5 ° C или 0,4%.

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

E Тип

Диапазон температур:

Провод для термопар - от -454F до 1600F (-270⁰C до 870⁰C)

Удлинительный провод (0⁰С до 200⁰C)

Этот Т-тип имеет уровень точности

Стандартный +/- 1,7 ° C или +/- 0,5% и специальные пределы +/- 1,0 ° C или 0,4%.

Тип N - Считается термопарой Nicrosil или Nisil. Уровни температуры и точности типа N аналогичны типу K. Но этот тип дороже, чем тип K.

Тип N

Диапазон температур:

Провода для термопар - от -454F до 2300F (-270⁰C к 392⁰C)

Удлинительный провод (0⁰С до 200⁰C)

Этот Т-тип имеет уровень точности

Стандартный +/- 2,2 ° C или +/- 0,75% и специальные пределы +/- 1,1 ° C или 0,4%.

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

Тип S

Диапазон температур:

Провода для термопар - от -58F до 2700F (-50⁰С до 1480 г.⁰C)

Удлинительный провод (0⁰С до 200⁰C)

Этот Т-тип имеет уровень точности

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

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

R Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар - от -58F до 2700F (-50⁰С до 1480 г.⁰C)

Удлинительный провод (0⁰С до 200⁰C)

Этот Т-тип имеет уровень точности

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

Тип B - Считается, что термопара состоит из 30% платино-родиевого или 60% платин-родиевого. Это широко используется в более высоких температурах. Из всех вышеперечисленных типов тип B имеет самый высокий температурный предел. При повышенных температурах термопара типа B будет сохранять повышенную стабильность и точность.

Тип B

Диапазон температур:

Провод для термопар - от 32F до 3100F (0⁰C до 1700⁰C)

Удлинительный провод (0⁰С до 100⁰C)

Этот Т-тип имеет уровень точности

Стандарт +/- 0,5%

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

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

Проверьте, какие диапазоны низких и высоких температур необходимы для вашего применения?
Какой бюджет термопары использовать?
Какой процент точности использовать?
В каких атмосферных условиях работает термопара, таких как инертный газ или окислительный
Каков ожидаемый уровень реакции, что означает, насколько быстро устройство должно реагировать на изменение температуры?
Какой срок жизни требуется?
Перед началом работы проверьте, погружено ли устройство в воду и на какую глубину?
Будет ли использование термопары прерывистым или непрерывным?
Будет ли термопара подвергаться скручиванию или изгибу в течение всего срока службы устройства?

Как узнать, что у вас плохая термопара?

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

Тест на сопротивление

Для выполнения этого теста устройство должно быть помещено в линию газового прибора, а необходимое оборудование - цифровой мультиметр и зажимы типа «крокодил».

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

Тест на обрыв цепи

Здесь в качестве оборудования используются зажимы-крокодилы, зажигалка и цифровой мультиметр. Здесь вместо измерения сопротивления рассчитывается напряжение. Теперь зажигалкой нагрейте один конец термопары. Когда мультиметр показывает напряжение в диапазоне 25-30 мВ, значит, он исправен. Или же, когда напряжение близко к 20мВ, тогда устройство необходимо заменить.

Тест замкнутой цепи

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

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

В чем разница между термостатом и термопарой?

Различия между термостатом и термопарой:

Особенность	Термопара	Термостат
Диапазон температур	От -454 до 3272⁰F	-112 до 302⁰F
Ценовой диапазон	Меньше	Высоко
Стабильность	Обеспечивает меньшую стабильность	Обеспечивает среднюю стабильность
Чувствительность	Термопара имеет меньшую чувствительность	Термостат обеспечивает лучшую стабильность
Линейность	Умеренный	Бедные
Стоимость системы	Высоко	Середина

Преимущества недостатки

К преимуществам термопар можно отнести следующее.

“трехфазная электроэнергия ”

Точность высокая
Он прочный и может использоваться в суровых условиях, а также в условиях высокой вибрации.
Тепловая реакция быстрая
Рабочий диапазон температур широкий.
Широкий диапазон рабочих температур
Стоимость низкая и очень стабильная

К недостаткам термопар можно отнести следующее.

Нелинейность
Наименьшая стабильность
Низкое напряжение
Ссылка обязательна
наименьшая чувствительность
Повторная калибровка термопары затруднена

Приложения

Несколько из применение термопар включая следующее.

Они используются как датчики температуры. в термостатах в офисах, домах, офисах и на предприятиях.
Они используются в промышленности для контроля температуры металлов в железе, алюминии и металлах.
Они используются в пищевой промышленности для криогенных и низкотемпературных применений. Термопары используются в качестве теплового насоса для термоэлектрического охлаждения.
Они используются для проверки температуры на химических заводах, нефтяных заводах.
Они используются в газовых машинах для обнаружения пилотного пламени.

В чем разница между RTD и термопарой?

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

RTD	Термопара
RTD широко подходит для измерения меньшего диапазона температур, который находится между (-200⁰C до 500⁰C)	Термопара подходит для измерения более высокого диапазона температур, который находится между (-180⁰С до 2320⁰C)
Для минимального диапазона переключений демонстрирует повышенную стабильность	У них минимальная стабильность, а также неточные результаты при многократном тестировании.
Он имеет большую точность, чем термопара	Термопара имеет меньшую точность
Диапазон чувствительности больше и можно даже рассчитать минимальные изменения температуры	Диапазон чувствительности меньше, и они не могут рассчитать минимальные изменения температуры
RTD-устройства имеют хорошее время отклика	Термопары обеспечивают более быстрый отклик, чем у RTD
Выход имеет линейную форму	Выходной файл имеет нелинейную форму
Они дороже термопары	Они более экономичны, чем RTD.

Какова продолжительность жизни?

В срок службы термопары основывается на приложении, когда оно используется. Таким образом, невозможно точно предсказать срок службы термопары. При правильном уходе за устройством он прослужит долго. В то время как при постоянном использовании они могут быть повреждены из-за эффекта старения.

Кроме того, из-за этого будут снижены выходные характеристики, а эффективность сигналов будет низкой. Цена термопары тоже не высока. Таким образом, рекомендуется изменять термопару каждые 2-3 года. Это ответ на каков срок службы термопары ?

Таким образом, это все о термопаре. Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что измерение выход термопары могут быть рассчитаны с помощью таких методов, как мультиметр, потенциометр и усилитель с помощью устройств вывода. Основное назначение термопары - обеспечить последовательные и прямые измерения температуры в нескольких различных приложениях.