Podstawowa zasada pomiaru temperatury termopary

Podstawowa zasada pomiaru temperatury termopary
Lutowanie razem dwóch różnych materiałów przewodników lub półprzewodników A i B tworzy obwód zamknięty. Kiedy pomiędzy dwoma punktami mocowania 1 i 2 przewodów A i B występuje różnica temperatur, pomiędzy nimi powstaje siła elektromotoryczna, w wyniku czego w obwodzie płynie prąd o zmiennej wartości. Zjawisko to nazywane jest efektem termoelektrycznym. Termopary działają wykorzystując ten efekt.
Co to jest termopara?
Zarówno termopary, jak i rezystancje termiczne należą do kontaktowego pomiaru temperatury w pomiarze temperatury. Chociaż ich funkcje są takie same, mierzą temperaturę obiektów, ale ich zasady i cechy nie są takie same.
Termopary są powszechnie stosowanymi urządzeniami do pomiaru temperatury. Ich główne cechy to szeroki zakres pomiarowy, stabilna wydajność, prosta konstrukcja, dobra odpowiedź dynamiczna i możliwość zdalnego przesyłania sygnałów elektrycznych 4-20mA, co ułatwia automatyczne i scentralizowane sterowanie. Zasada pomiaru temperatury w termoparach opiera się na efekcie termoelektrycznym. Gdy dwa różne przewodniki lub półprzewodniki zostaną połączone w obwód zamknięty, gdy temperatury na dwóch złączach będą różne, w obwodzie zostanie wygenerowany efekt termoelektryczny lub efekt Seebecka. Potencjał termoelektryczny generowany w obwodzie zamkniętym składa się z dwóch rodzajów potencjałów; Potencjał różnicy temperatur i potencjał styku. Potencjał termoelektryczny odnosi się do potencjału generowanego na dwóch końcach tego samego przewodnika z powodu różnych temperatur. Różne przewodniki mają różną gęstość elektronów, więc generowany przez nie potencjał jest również inny. Potencjał kontaktowy, jak sama nazwa wskazuje, odnosi się do potencjału powstałego, gdy stykają się dwa różne przewodniki i powodują pewną dyfuzję elektronów ze względu na ich różną gęstość elektronów. Kiedy osiągną pewną równowagę, powstaje potencjał. Wielkość potencjału kontaktowego zależy od właściwości materiałowych dwóch różnych przewodników i temperatury w ich punkcie styku.
Istnieją dwa typy konstrukcji termopar, typ zwykły i typ pancerny. Zwykłe termopary składają się zazwyczaj z elektrod termicznych, rurek izolacyjnych, tulei ochronnych i skrzynek przyłączeniowych, natomiast termopary pancerne stanowią solidną kombinację drutów termopar, materiałów izolacyjnych i metalowych tulei ochronnych, które są zmontowane i rozciągnięte. Jednakże sygnał elektryczny termopary wymaga do transmisji specjalnego rodzaju przewodu, który nazywamy przewodem kompensacyjnym. Różne termopary wymagają różnych przewodów kompensacyjnych, a ich główną funkcją jest połączenie z termoparą, utrzymując koniec odniesienia termopary z dala od źródła zasilania, stabilizując w ten sposób temperaturę końca odniesienia. Przewody kompensacyjne dzielą się na dwa typy: typ kompensacyjny i typ przedłużający. Skład chemiczny przedłużacza jest taki sam jak kompensowanej termopary. Jednak w praktyce przedłużacz nie jest wykonany z tego samego materiału co termopara i zazwyczaj jest zastępowany drutem o tej samej gęstości elektronowej co termopara. Połączenie między przewodem kompensacyjnym a termoparą jest ogólnie bardzo wyraźne. Biegun dodatni termopary jest podłączony do czerwonego przewodu przewodu kompensacyjnego, natomiast biegun ujemny do pozostałego koloru. Większość drutów kompensacyjnych wykonana jest ze stopu miedzi i niklu.