Vuonna 1822 virolainen lääkäri nimeltä Thomas Seebeck löydettiin (vahingossa) että risteyksessä kahden metallien luo jännitteen, joka on lämpötilan funktiona. Termoelementit luottaa tähän Seebeck vaikutus. Vaikka lähes kaikki kahdenlaisia metallista voidaan tehdä termopari, useita Vakiotyypit käytetään, koska niillä on ennustettavissa lähtöjännitteitä ja suuret lämpötilaerot. AK tyypin termopari on suosituin ja käyttää nikkeli-kromi ja nikkeli-alumiini tuottaa voltage.Standard taulukoissa jännite tuottaman termopareja missään tietyssä lämpötilassa, niin K-tyypin termopari 300 ° C tuottaa 12.2mV. Valitettavasti ei ole mahdollista yksinkertaisesti kytkeä volttimittari termopari mittaamaan tämän jännitteen, koska yhteys on volttimittari johtaa tekee toisen, epätoivottuja termopari risteyksessä. Kylmäpistekompensointi (CJC) Tehdä tarkkoja mittauksia, tämä on kompensoitava käyttämällä tekniikkaa kutsutaan Kylmäpistekompensointi (CJC). Jos mietit miksi liität volttimittari termopari ei tee useita muita termopari liittymissä (johtaa Liittäminen termopari, johtaa mittarin sisällä mittari jne.), laki väli metallien mukaan kolmasosa metallia, väliin kaksi erilaista metallia on termopari risteyksessä ei ole vaikutusta edellyttäen, että molemmat liittymät ovat samassa lämpötilassa. Tämä laki on tärkeää myös rakentamisen termopari liittymissä. On hyväksyttävää tehdä termopari risteyksen juottamalla kaksi metallia yhdessä juote ei vaikuta käsittelyyn. Käytännössä termopari risteykset tehdään hitsaamalla kaksi metallia yhdessä (yleensä kapasitiivinen purkaus). Näin varmistetaan, että suorituskykyä ei ole rajoitettu sulamispiste juottaa. Kaikki vakio termopari taulukoiden avulla tähän toiseen termopari risteyksessä olettaen, että se pysyy tasan nolla astetta. Perinteisesti tämä tehtiin huolellisesti rakennettu jäähauteessa (siksi termi "kylmä" risteykseen korvaus). Ylläpitäminen jäähauteessa ei ole käytännöllistä useimmissa mittauksen sovellutuksissa, joten sen sijaan todellinen lämpötila liittymiskustannusten termopari johdot mittauslaite on kirjattu. Tyypillisesti kylmänpään lämpötila aistitaan jonka tarkkuus termistori hyvä lämpökosketus tuloliitäntöihin mittauslaitteen. Tämä toinen lämpötilalukeman sekä lukemisen termopari itse käyttää mittauslaite laskea todellinen lämpötila termopari kärki. Vähemmän kriittisiin sovelluksiin, CJC suoritetaan puolijohde lämpötila-anturin. Yhdistämällä signaali tästä puolijohde kanssa signaalin termopari, oikean lukeman saa ilman tai kustannuksella tallentaa kahta lämpötiloissa. Ymmärtäminen Kylmäpistekompensointi on tärkeää; virhettä mittaukseen kylmänpään lämpötila johtaa sama virhe mitattu lämpötila termopari kärjestä. Linearisointi Sekä käsitellä CJC, mittauslaite on myös mahdollistaa se, että termopari lähtö on epälineaarinen. Suhde lämpötila ja lähtöjännite on monimutkainen polynomi yhtälö (5 th 9 th järjestyksessä riippuen Termoelementti tyyppi). Analoginen menetelmiä linearisointi käytetään edullisia themocouple metriä. Korkea tarkkuus välineitä tallentaa termopari taulukoita tietokoneen muistiin poistaa tämän virhelähde. Thermo pari valinta Termoelementit ovat saatavissa joko paljaat "helmi" lämpöparit jotka tarjoavat edullisia ja nopeat vasteajat, tai sisäänrakennettuja antureita. Monenlaisia antureita ovat käytettävissä, soveltuu eri sovellutuksissa (teollisuuden, tieteen, ruoka lämpötila, lääketieteelliseen tutkimukseen jne.). Yksi varoituksen sana: valittaessa antureita huolehdittava heillä on oikea liitintä. Kahta yleistä liitin on "standardi" pyöreitä nastoja ja "miniatyyri" litteä nastat, tämä aiheuttaa epäselvyyttä "miniatyyri" liittimet ovat suositumpia kuin "standardi" tyyppejä. Tyypit Kun valitset termopari olisi harkittava sekä termopari tyyppi, eristys ja koetin rakentaminen. Kaikki nämä vaikuttavat mitattavissa lämpötila, tarkkuus ja luotettavuus lukemat. Alla on subjektiivinen opas Termoelementtityypit. Kun valitset Termoelementtityypit, että teidän mittauslaitteet ei rajoita lämpötila voidaan mitata. Huomaa, että lämpöparit alhainen herkkyys (B, R ja S) on vastaavasti pienempi tarkkuus. Seuraavassa taulukossa on yhteenveto hyödyllinen käyttörajoitukset eri Termoelementtityypit joita kuvataan tarkemmin seuraavissa kappaleissa. Taulukko 1. Lämpötila varten Jokainen Termoelementti tyyppi | | B | 100 .. 1800 | 1030 .. 1800 | - | E | -270 .. 790 | -240 .. 790 | -140 .. 790 | J | -210 .. 1050 | -210 .. 1050 | -120 .. 1050 | K | -270 .. 1370 | -220 .. 1370 | -20 .. 1150 | N | -260 .. 1300 | -210 .. 1300 | 340 .. 1260 | R | -50 .. 1760 | 330 .. 1760 | - | S | -50 .. 1760 | 250 .. 1760 | - | T | -270 .. 400 | -230 .. 400 | -20 .. 400 |
Tyyppi K (Chromel / Alumel) K-tyyppi on "yleiskäyttöinen" termopari. Se on edullinen ja, koska sen suosio on saatavilla monenlaisia antureita. Termoelementit ovat saatavilla -200 ° C +1200 ° C välillä. Herkkyys on noin 41uV / ° C. Käytä K-tyypin ellei sinulla ole hyvää syytä olla. Tyyppi E (Chromel / Constantan) Tyyppi E on korkea teho (68uV / ° C), joka tekee hyvin alhaisen lämpötilan (kryogeeninen) käyttöön. Toinen ominaisuus on se, että ei-magneettinen. Tyyppi J (Iron / Constantan) Rajoitettu valikoima (-40-750 ° C) tekee tyyppi J vähemmän suosittu kuin tyyppi K. tärkein sovellus on vanhoja laitteita, joita ei voi hyväksyä "modernia" lämpöparit. J tyyppejä ei pitäisi käyttää yli 760 ° C kuin äkillinen magneettinen muutos aiheuttaa pysyviä decalibration. Tyyppi N (Nicrosil / Nisil) Korkea kestävyys ja korkean lämpötilan hapettuminen tekee tyyppi N soveltuu korkean lämpötilan mittaukset ilman kustannuksia Platinum (B, R, S) tyypit. Suunniteltu "paransi" K-tyypin, se on tulossa yhä suositumpi. Termoelementtityypit B, R ja S ovat kaikki "jalo" metalli termoparien ja samanlaisia ominaisuuksia. Ne ovat vakain kaikista lämpösähköpareilla mutta koska niiden alhainen herkkyys (noin 10uV / 0 C) Ne ovat yleensä vain käytetään korkean lämpötilan mittaus (> 300 ° C). Tyyppi B (Platinum / Rodium) Sopii korkean lämpötilan mittauksissa jopa 1800 ° C. Epätavallisen tyyppi B lämpöparit (johtuen muodosta niiden lämpötila / jännite käyrä) tuottamaan samaa tehoa 0 ° C ja 42 ° C. Tämä tekee ne käyttökelvottomiksi alle 50 ° C. Tyyppi R (Platinum / Rodium) Sopii korkean lämpötilan mittauksissa jopa 1600 ° C. Pieni herkkyys (10uV / ° C) ja korkea hinta tekee ne sopimattomiksi yleiskäyttöön. Type S (Platinum / Rodium) Sopii korkean lämpötilan mittauksissa jopa 1600 ° C. Pieni herkkyys (10uV/vC) ja kalleus tekee ne sopimattomiksi yleiskäyttöön. Koska sen korkea vakautta tyyppi S käytetään standardin kalibrointi sulamispiste kultaa (1064,43 ° C). Varotoimet ja Huomioitavaa käyttäminen Termoelementit Useimmat mittaus ongelmat ja virheet lämpösähköpareilla johtuu ymmärryksen puutteesta, miten lämpöparien työtä. T hermocouples voi kärsiä ikääntyminen ja tarkkuus voi vaihdella siten etenkin pitkäaikaisessa altistuksessa lämpötiloja raajoissa niiden käyttöikä toimintasäde. Alla on lueteltu joitakin yleisimpiä ongelmia ja sudenkuoppia olla tietoinen. Yhteys ongelmia Monet mittausvirheet johtuvat tahattomasta termopari liittymissä. Muista, että risteyksessä kahden eri metallin aiheuttaa risteyksessä. Jos haluat lisätä pituutta johtaa teidän termopari, sinun täytyy käyttää oikean tyyppistä termopari Jatkojohto (esim. tyyppi K K-tyypin termoelementtien). Minkä tahansa muun tyyppinen johto esittelee termopari risteyksessä. Kaikki liittimet on oltava valmistettu oikean termopari materiaali ja oikea napaisuus on noudatettava. Lea d Resistance Minimoimiseksi lämpö vaihtoja ja parantaa vasteaikoja, termoelementit ovat ohuesta lanka (jos platinaa tyyppisiä kustannuksia on myös huomioon). Tämä voi aiheuttaa termopari on suuri vastus, joka voi tehdä herkkiä melulle ja voi myös aiheuttaa virheet johtuvat tuloimpedanssi mittauslaite. Tyypillinen alttiina risteyksessä termopari kanssa 32AWG wire (0.25mm halkaisijaltaan) on vastus noin 15 ohmia / metri. Jos lämpöparit ohuella johtaa tai pitkiä kaapeleita tarvitaan, se kannattaa pitää termopari johtaa lyhyt ja käyttämällä sitten termopari Jatkojohto (mikä on paljon paksumpi, joten on alempi vastus) ajaa välillä termopari ja mittauslaite. On aina hyvä varotoimi mitata vastus oman termopari ennen käyttöä. Decalibration Decalibration on prosessi tahattomasti muuttaa makeup termopari lanka. Tavallinen syy on leviämistä ilmakehän hiukkasia metalli ääripäissä käyttölämpötila. Toinen syy on epäpuhtauksia ja kemikaaleja eriste levittää osaksi termopari lanka. Jos toimivat korkeissa lämpötiloissa, tarkista eritelmät anturi eristys. Melu Tuotosta termopari on pieni signaali, joten se on altis sähköhäiriöiden poimia. Useimmat mittauslaitteet hylätä common mode melua (signaaleja, jotka ovat samat molemmissa johdot), jotta melu voidaan minimoida kiertämällä kaapelin yhdessä ja auttavat varmistamaan, että johdot poimia samoja äänen signaalin. Lisäksi integroimalla muunnin voidaan auttaa keskimääräisen jäljellä melua. Jos ajetaan erittäin meluisassa ympäristössä, (kuten lähellä iso moottori) on syytä harkita käyttäen suojattua jatkojohtoa. Jos melu pickup epäillään Katkaise ensin kaikki epäilyttävät laitteet ja katso jos lukema muuttuu. Yhteinen tila Voltage Vaikka termopari signaali ovat hyvin pieniä, paljon suurempia jännitteitä usein olemassa tulo mittauslaite. Nämä jännitteet voivat johtua joko induktiivinen poimia (ongelma testattaessa lämpötila moottorin käämien ja muuntajien) tai "maadoittaa" liittymissä. Tyypillinen esimerkki "maadoittaa" risteykseen olisi lämpötilan mittaamista Lämmin kanssa eristämätön termopari. Onko huono Maadoituspisteiden muutaman voltin välillä voi olla putken ja maan mittauslaitteen. Nämä signaalit ovat taas common mode (sama molemmissa termopari johdot), joten ei aiheuta ongelmia useimmissa välineissä kunhan ne eivät ole liian suuria. Terminen Vaihtotyö Kaikki lämpöparit joitakin massa. Lämmitys Tämän massan vie energiaa niin vaikuttaa lämpötilan yrität mitata. Mieti esimerkiksi lämpötilan mittaamista nestettä koeputkeen: Kaksi mahdolliset ongelmat. Ensimmäinen on, että lämpöenergiaa matkustaa ylös termopari lanka ja haihduttaa ilmaan mikä vähentää nesteen lämpötilan noin johdot. Vastaava ongelma voi ilmetä, jos termopari ei ole riittävän upotettu nesteeseen, koska jäähdytin ympäröivän ilman lämpötila johdot, lämmön voi aiheuttaa termopari risteyksestä olla eri lämpötila nesteen itse. Yllä olevassa esimerkissä termopari tinnerillä johdot voi auttaa, koska se aiheuttaa jyrkempi kaltevuus lämpötila pitkin termopari lanka risteyksessä välillä neste ja ilmassa. Jos lämpöparit ohuella johdot käytetään, huomiota on kiinnitettävä vastuksen. Käyttö termopari ohut johdot liitetty paljon paksumpi termopari Jatkojohto usein tarjolla paras kompromissi. |