Cos'è una termocoppia e quali sono i suoi usi e principi?

Principi di base della misurazione della temperatura della termocoppia

Due conduttori o semiconduttori, A e B, realizzati con materiali diversi, sono saldati insieme per formare un circuito chiuso. Quando esiste una differenza di temperatura tra le due giunzioni (1 e 2) dei conduttori A e B, viene generata una forza elettromotrice tra loro, con conseguente flusso di corrente nel circuito. Questo fenomeno è chiamato effetto termoelettrico. Le termocoppie utilizzano questo effetto per funzionare.

Cos'è una termocoppia?

Sia i termocoppie che gli RTD sono contatti - dispositivi di misurazione della temperatura. Sebbene entrambi misurassero la temperatura di un oggetto, i loro principi e caratteristiche differiscono.

Le termocoppie sono i dispositivi di misurazione della temperatura più utilizzati. Le loro caratteristiche principali includono un ampio intervallo di misurazione, prestazioni relativamente stabili, una struttura semplice, una buona risposta dinamica e la capacità di trasmettere 4 -} 20 mA segnali elettrici da remoto, facilitando il controllo automatizzato e centralizzato. La misurazione della temperatura della termocoppia si basa sull'effetto termoelettrico. Quando due diversi conduttori o semiconduttori sono collegati in un circuito chiuso e le temperature alle giunzioni differiscono, nel circuito viene generato un potenziale termoelettrico. Questo fenomeno è chiamato effetto termoelettrico, noto anche come effetto Seebeck. Il potenziale termoelettrico generato in un circuito chiuso è costituito da due tipi di potenziali: potenziale termoelettrico e potenziale di contatto. Il potenziale termoelettrico si riferisce al potenziale generato dalle differenze di temperatura tra le due estremità di un conduttore. Diversi conduttori hanno densità di elettroni diverse, quindi anche il potenziale generato è diverso. Il potenziale di contatto, come suggerisce il nome, si riferisce al potenziale generato quando due diversi conduttori sono in contatto, risultando in una certa quantità di diffusione di elettroni a causa delle loro diverse densità di elettroni. L'entità del potenziale di contatto dipende dalle proprietà del materiale dei due conduttori e dalla temperatura nel punto di contatto. Attualmente, le termocoppie utilizzate a livello internazionale sono standardizzate e classificate in otto diversi gradi: B, R, S, K, N, E, J e T. Possono misurare temperature fino a -270 ° C e fino a 1800 ° C. B, R e S appartengono alla serie di termocoppie in platino. Poiché il platino è un metallo prezioso, sono anche chiamati termocoppie di metallo prezioso, mentre i gradi rimanenti sono chiamati termocoppie di metallo economico. Esistono due tipi di termocoppie: standard e corazzate. Le termocoppie convenzionali sono in genere costituite da un elettrodo di termocoppia, un tubo isolante, una guaina protettiva e una scatola di giunzione. Le termocoppie corazzate, d'altra parte, sono costruite assemblando il filo della termocoppia, il materiale di isolamento e una guaina protettiva in metallo, quindi allungandole in una struttura solida. Tuttavia, il segnale elettrico da una termocoppia richiede un conduttore speciale, chiamato filo di compensazione. Diverse termocoppie richiedono fili di compensazione diversi. La loro funzione principale è quella di collegare la termocoppia alla giunzione di riferimento, tenendola lontana dall'alimentazione e stabilizzando così la temperatura di giunzione di riferimento. I cavi di compensazione sono classificati come tipi di compensazione e di estensione. Mentre la composizione chimica del filo di estensione è la stessa della termocoppia compensata, in pratica, il filo di estensione non è realizzato con lo stesso metallo della termocoppia; In genere è realizzato in un filo con la stessa densità di elettroni della termocoppia. La connessione tra il filo di compensazione e la termocoppia è generalmente semplice: il terminale positivo della termocoppia si collega al filo rosso del filo di compensazione, mentre il terminale negativo si collega al filo colorato rimanente. Il filo compensante è in genere realizzato in una lega di nichel in rame.