Cos'è una termocoppia e qual è la funzione di una termocoppia

Le termocoppie sono uno dei componenti di rilevamento della temperatura più comunemente utilizzati nell'industria. I suoi vantaggi sono:
① Accuratezza di misurazione elevata. Poiché la termocoppia è in contatto diretto con l'oggetto misurato e non è influenzata dal mezzo intermedio.
② Gamma di misurazione ampia. Le termocoppie comunemente usate possono misurare continuamente da -50 ~ +1600 grado, mentre alcune termocoppie speciali possono misurare temperature a partire da -269 (come il cromo di nichel dell'oro) e alte fino a +2800 gradi (come il tungsten rhenium).
③ Costruzione semplice e facile da usare. Le termocoppie sono generalmente composte da due diversi tipi di fili metallici e non sono limitate per dimensioni o apertura. Hanno maniche protettive all'esterno, rendendole molto comode da usare.
1. Principio di base della misurazione della temperatura della termocoppia
Salda due diversi materiali di conduttori o semiconduttori A e B insieme per formare un circuito chiuso, come mostrato nella Figura 2-1-1. Quando c'è una differenza di temperatura tra i due punti di attacco 1 e 2 dei conduttori A e B, viene generata una forza elettromotrice tra loro, con conseguente corrente di una certa grandezza nel circuito. Questo fenomeno è chiamato effetto termoelettrico. Le termocoppie funzionano utilizzando questo effetto.
2. Tipi e formazione della struttura delle termocoppie
(1) Tipi di termocoppie
Le termocoppie comunemente usate possono essere divise in due categorie: termocoppie standard e termocoppie non standard. La termocoppia standard indicata si riferisce a una termocoppia che ha uno standard nazionale che specifica la relazione tra il potenziale termoelettrico e la temperatura, consente errori e ha una scala standard unificata. Ha uno strumento di visualizzazione corrispondente disponibile per la selezione. Le termocoppie non standardizzate non sono ampiamente utilizzate o con lo stesso ordine di grandezza come le termocoppie standardizzate e generalmente non hanno una tabella di calibrazione unificata. Sono utilizzati principalmente per le misurazioni in alcune occasioni speciali. Dal 1 ° gennaio 1988, tutte le termocoppie e i termistori in Cina sono stati prodotti secondo gli standard IEC e le sette termocoppie standardizzate S, B, E, K, R, J e T sono state designate come termocoppie di progettazione unificata in Cina.
(2) Al fine di garantire il funzionamento affidabile e stabile delle termocoppie, i requisiti strutturali per loro sono i seguenti:
① La saldatura dei due elettrodi termoelettrici che compongono la termocoppia deve essere ferma;
② I due elettrodi termoelettrici dovrebbero essere ben isolati l'uno dall'altro per prevenire cortocircuiti;
③ La connessione tra il filo di compensazione e l'estremità libera della termocoppia dovrebbe essere conveniente e affidabile;
④ Il manicotto protettivo dovrebbe garantire un isolamento sufficiente tra l'elettrodo termoelettrico e i media dannosi.
3. Compensazione della temperatura della termocoppia di termocoppia
A causa del fatto che i materiali delle termocoppie sono generalmente costosi (specialmente quando si utilizzano metalli preziosi) e la distanza tra il punto di misurazione della temperatura e lo strumento è lontana, al fine di salvare i materiali della termocoppia e ridurre i costi, i cavi di compensazione vengono generalmente usati per estendere l'estremità fredda (fine libera) della termocoppia di termocoppia di temperatura e connetterlo ai terminali strumenti. Va sottolineato che la funzione del filo di compensazione della termocoppia è solo per estendere l'elettrodo termoelettrico e spostare l'estremità fredda della termocoppia sul terminale dello strumento nella sala di controllo. Non può eliminare l'influenza delle variazioni di temperatura all'estremità fredda sulla misurazione della temperatura e non ha un effetto di compensazione. Pertanto, devono essere utilizzati altri metodi di correzione per compensare l'impatto della temperatura della fine del freddo t {0}} ≠ 0 gradi sulla misurazione della temperatura.
Quando si utilizzano i fili di compensazione della termocoppia, è necessario prestare attenzione alla corrispondenza del modello, la polarità non può essere collegata in modo errato e la temperatura all'estremità di connessione tra il filo di compensazione e la termocoppia non può superare i 100 gradi.
2, il principio di applicazione della resistenza termica
Il termistore è un rilevatore di temperatura comunemente usato nell'intervallo di temperatura medio e basso.
Le sue caratteristiche principali sono una precisione di misurazione elevata e prestazioni stabili. Tra questi, la resistenza al platino ha la massima precisione di misurazione e non è solo ampiamente utilizzata nella misurazione della temperatura industriale, ma anche trasformato in uno strumento di riferimento standard.
1. Principio e materiali della misurazione della temperatura del termistore
La misurazione della temperatura della resistenza termica si basa sulla caratteristica che il valore di resistenza dei conduttori metallici aumenta con la temperatura. I termistori sono per lo più realizzati con materiali in metallo puro, con platino e rame sono i più comunemente usati. Inoltre, materiali come Dian, nichel, manganese e rodio hanno iniziato ad essere utilizzati per produrre termistori.
2. Struttura della resistenza termica
(1) La struttura e le caratteristiche degli elementi di rilevamento della temperatura del termistore comunemente usati (resistori) nell'industria termistor competente sono mostrate nella Tabella 2-1-11. Secondo il principio di misurazione della temperatura della resistenza termica, la variazione della temperatura misurata viene misurata direttamente dalla variazione del valore di resistenza della resistenza termica. Pertanto, la variazione della resistenza di vari fili come i cavi di piombo del corpo di resistenza termica avrà un impatto sulla misurazione della temperatura. Per eliminare l'influenza della resistenza al piombo, viene generalmente utilizzato un sistema a tre fili o quattro fili. Per dettagli specifici, consultare la sezione * del capitolo 3 di questo articolo
(2) Termistore corazzato Termistor corazzato è un corpo solido composto da elementi di rilevamento della temperatura (resistori), cavi, materiali di isolamento e maniche in acciaio inossidabile, come mostrato nella Figura 2-1-7. Il suo diametro esterno è generalmente compreso tra 2 e 8 mm, con il più piccolo fino a 8 mm.
Rispetto ai termistori ordinari, ha i seguenti vantaggi: ① dimensioni ridotte, nessun gap d'aria all'interno, basso ritardo di misurazione in termini di inerzia termica; ② buone prestazioni meccaniche, resistenza alle vibrazioni e resistenza all'impatto; ③ può piegarsi, facile da installare e ha una lunga durata.
(3) L'elemento di rilevamento della temperatura del termistore terminale è realizzato con una ferita a filo di resistenza appositamente elaborata strettamente contro la faccia finale del termometro e la sua struttura è mostrata nella Figura 2-1-8. Rispetto ai termometri di resistenza assiale generale, può riflettere in modo più accurato e rapido la temperatura effettiva della faccia di fine misurata ed è adatto per misurare la temperatura della faccia finale dei gusci dei cuscinetti e di altri componenti.
(4) Il tipo di barriera termoelettrica a prova di esplosione Termistor utilizza una struttura speciale della scatola di giunzione per limitare l'esplosione di gas misto esplosivo all'interno del suo guscio causato da scintille o archi all'interno della giunzione, in modo da non causare un'esplosione eccessiva nel sito di produzione. I resistori termici a prova di esplosione possono essere utilizzati per la misurazione della temperatura in aree con pericoli esplosivi all'interno delle zone di classe BLA ~ B3C.
3. Composizione del sistema di misurazione della temperatura del termistore
Un sistema di misurazione della temperatura del termistore è generalmente costituito da un termistore, che collega fili e uno strumento di visualizzazione. Devono essere annotati i seguenti due punti:
① I segni di scala del termistore e dello strumento di visualizzazione devono essere coerenti
② Al fine di eliminare l'influenza dei cambiamenti nella resistenza dei fili di collegamento, è necessario adottare un metodo di collegamento a tre fili. Fare riferimento al capitolo 3 di questo articolo per contenuti specifici.
(2) Termistore corazzato Termistor corazzato è un corpo solido composto da elementi di rilevamento della temperatura (resistori), cavi, materiali di isolamento e maniche in acciaio inossidabile, come mostrato nella Figura 2-1-7. Il suo diametro esterno è generalmente compreso tra 2 e 8 mm, con il più piccolo fino a 8 mm. Rispetto ai termistori ordinari, ha i seguenti vantaggi: ① dimensioni ridotte, nessun gap d'aria all'interno, basso ritardo di misurazione in termini di inerzia termica; ② Buone prestazioni meccaniche, resistenza alle vibrazioni, resistenza all'impatto, capacità di flessione, facile installazione ④ durata di lunga durata.
(3) L'elemento di rilevamento della temperatura del termistore terminale è realizzato con una ferita a filo di resistenza appositamente elaborata strettamente contro la faccia finale del termometro e la sua struttura è mostrata nella Figura 2-1-8. Rispetto ai termometri di resistenza assiale generale, può riflettere in modo più accurato e rapido la temperatura effettiva della faccia di fine misurata ed è adatto per misurare la temperatura della faccia finale dei gusci dei cuscinetti e di altri componenti.
(4) Il tipo di barriera termoelettrica a prova di esplosione Termistor utilizza una struttura speciale della scatola di giunzione per rimuovere il gas di miscela esplosivo all'interno del suo guscio. Se il resistore è danneggiato da scintille o archi, la lunghezza del filo di resistenza deve essere modificata, il che influirà sul valore di resistenza. Pertanto, è meglio sostituire il resistore con uno nuovo. Se viene utilizzata la riparazione della saldatura, deve essere verificato per essere qualificato dopo la saldatura prima dell'uso