Čidlo teploty termočlánku

Jak vybrat termočlánek?

Termočlánky jsou velmi oblíbené teplotní senzory. Jsou levné, zaměnitelné, robustní a mohou měřit široký rozsah teplot. 

Termočlánkové měřicí sondy se v podstatě skládají ze dvou různých kovů/slitin. Při spojování budou generovat slabý signál, pokud je teplotní rozdíl mezi horkým spojem (měřicím spojem) a studeným spojem nebo referenčním spojem. 

Signál závisí pouze na rozdílu teplot. A jako taková nemůže být termočlánková sonda řádně testována, pokud mají oba spoje stejnou teplotu. 

Přestože lze pro výrobu teplotního senzoru použít téměř jakýkoli druh kovu, používá se řada standardních typů, protože mají předvídatelná výstupní napětí a velké teplotní gradienty.

Je nezbytné, aby kabeláž (studený spoj) k elektroměru byla z kompenzačního nebo prodlužovacího materiálu stejné hodnoty jako termočlánek. Použití měděných drátů nebo jiných materiálů způsobí ztrátu EMC a tím i chybu. 

Zákon středních kovů říká, že třetí kov vložený mezi dva různé kovy termočlánkového přechodu nebude mít žádný účinek za předpokladu, že oba přechody budou mít stejnou teplotu. 

Tento zákon je důležitý i při stavbě křižovatek. Je přijatelné vytvořit spojení pájením dvou kovů, protože pájení neovlivní odečet teploty. V praxi se termočlánkové spoje vyrábějí pájením těchto dvou kovů. To zajišťuje, že výkon měření teploty není omezen bodem tání pájky.

Přečtěte si více
Filtry
8 produktů

Co je to termočlánek?

Senzory jsou dostupné jako "holé" termočlánky, které jsou levné a nabízejí rychlou odezvu. Jsou integrovány do teplotních sond nebo kovových trubek s minerální izolací. 

K dispozici je široká škála senzorů vhodných pro různé aplikace měření (průmyslové, vědecké, měření teploty potravin, lékařský výzkum atd.). Při výběru termočlánku je třeba vzít v úvahu typ čidla, izolaci a konstrukci teplotní sondy. To vše bude mít vliv na rozsah měřitelných teplot, přesnost měření a spolehlivost měření teploty.

Křivka termočlánku


Termočlánek typu K (chrom / alumel)

Typ K je termočlánek pro „univerzální použití“. Je levná a díky své popularitě je dostupná v široké škále sond. 

Termočlánky jsou k dispozici s teplotním rozsahem -200 až +1200 stupňů Celsia. 

Citlivost se pohybuje kolem 41uV/°C. 

Pokud nemáte dobrý důvod, použijte typ K.

Materiál + chrom / - hliník

Barva + žlutá / - červená

Termočlánek typu J (železo / Constantan)

Omezený rozsah měření (-40 až +750 °C) činí tento typ sondy méně oblíbeným než typ K. 

Primární použití této teplotní sondy je u starších zařízení, která nemohou přijmout "moderní" termočlánky. Typy J by neměly být používány nad 760 °C, protože náhlá magnetická transformace způsobí trvalou dekalibraci.

Materiál + železo / - Constantan

Barva bílá / červená

Termočlánek typu N (Nicrosil / Nisil)

Díky vysoké stabilitě a odolnosti vůči oxidaci je typ N vhodný pro vysokoteplotní měření bez nákladů na platinové typy (B, R, S). Je navržena jako vylepšená "K" termočlánková měřicí sonda a stává se stále populárnější.

Materiál + Nicrosil /

Barva Nilu + oranžová / - červená

Typy B, R a S jsou všechny "ušlechtilé" kovové termočlánky a mají podobné vlastnosti. 

Tyto měřicí přístroje jsou nejstabilnější ze všech termočlánků. Ale kvůli jejich nízké citlivosti (kolem 10uV/0C) se obvykle používají pouze pro měření vysokých teplot (>600°C). Všechny tyto teplotní senzory z ušlechtilých kovů vyžadují vysoce čisté keramické ochranné pláště pro použití v průmyslových aplikacích.

Termočlánek typu B (platina / rhodium)

Vhodné pro měření vysokých teplot až do 1800 XNUMX ° C.

Termočlánek typu R (platina / rhodium)

Tento termočlánkový snímač teploty je vhodný pro měření vysokých teplot až do 1600°C, má však nízkou citlivost (10uV/°C) a vysokou cenu.

Termočlánek typu S (platina / rhodium)

Tato teplotní sonda je vhodná pro vysokoteplotní měření až do 1600°C.Pro svou vysokou stabilitu se typ S používá jako standard pro bod tání zlata (1064,43°C).

Pokyny k použití

Bezpečnostní opatření a úvahy pro používání termočlánků

Většina problémů a chyb měření teploty je způsobena nedostatečným pochopením toho, jak termočlánky fungují. 

Tyto teplotní indikátory mohou trpět stárnutím a přesnost se může odpovídajícím způsobem lišit, zejména po dlouhodobém vystavení teplotám na extrémech jejich užitečného provozního rozsahu. Zde jsou některé z nejčastějších problémů, které je třeba zvážit.

Problémy se zapojením termočlánkových měřicích zařízení

Mnoho chyb měření je způsobeno neúmyslnými spoji. Jakékoli spojení dvou různých kovů bude mít za následek spojení. Pokud potřebujete prodloužit kabel vašeho měřicího zařízení, musíte použít typ prodlužovacího kabelu (např. typ K pro termočlánky typu K). 

Při použití jiného typu drátu vznikne termočlánkový senzorový přechod. Použité konektory musí být vyrobeny ze správného materiálu a musí být dodržena správná polarita. Jakékoli zkratování vodičů v hlavičce svorek nebo konektoru vytvoří další spojení a přístroj bude číst tuto teplotu a ne teplotu horkého spoje.

Odpor olova

Pro zlepšení doby odezvy jsou termočlánky vyrobeny z tenkého drátu (v případě platinových typů se zohledňuje také cena). To může vést k vysokému odporu měřicího systému, který může způsobit jeho náchylnost k šumu a může také způsobit chyby způsobené vstupní impedancí měřicího přístroje. 

Typický exponovaný snímač teploty přechodu s drátem 32AWG (průměr 0,25 mm) bude mít odpor přibližně 15 ohmů/metr. Pokud jsou potřeba termočlánky s tenkými dráty nebo dlouhými kabely, vyplatí se ponechat dráty krátké a pak použít prodlužovací drát (který je mnohem tlustší, takže má nižší odpor), který vede mezi termočlánkem a měřicím přístrojem.

Rušení

Výstup termočlánku je slabý signál, takže je náchylný k elektrickému rušení. Pokud je váš snímač v hlučném prostředí (například v blízkosti elektromotoru), doporučuje se použít stíněný prodlužovací kabel. Máte-li podezření na snímač šumu, vypněte všechna podezřelá zařízení a zkontrolujte, zda se hodnoty nezměnily.

U termočlánku není možná žádná funkce údržby, ale doporučuje se plánovaná kontrola kalibrace.

  • Termočlánky driftují při kalibraci, ale rychlost driftu závisí na čase a teplotě.
  • Ve známém zdroji teploty zkontrolujte výstup termočlánku pomocí stupňů termočlánku C z tabulky.
  • Termočlánky nebo jejich vodiče se mohou zkratovat nebo otevírat a způsobit chybové signály. Dalším poruchovým stavem ústředny nebo vysílače je nízký izolační odpor mezi vodiči a zemí, který způsobuje uzemnění smyčky termočlánku.

Pokud termočlánek vykazuje některý ze 3 poruchových stavů, bude nutné jej vyměnit.

Další informace o termočláncích níže!

Teplotní rozsah Převodní tabulka (T ° / mV)