Я расскажу, как сделать это методически правильно. Подробнее о термопарах я писал в одном из уроков программирования Ардуино. Здесь я приведу только самую необходимую информацию.
Немного теории и терминов.
Термопара (правильное название – термоэлектрический преобразователь) представляет собой два спаянных проводника из разнородных металлов.
- tp1.JPG (4.29 КБ) 15860 просмотров
В цепи образовывается термо-ЭДС, величина которой зависит от температуры и материалов проводников.
Если соединения разнородных проводников объединены в кольцо и имеют одинаковую температуру, то сумма термо-ЭДС спаев равна 0. Если же температура спаев отличается друг от друга, то общая ЭДС между ними зависит от разности температур спаев. Это свойство приводит к следующей конструкции термопары.
- tp2.JPG (10.4 КБ) 15860 просмотров
Рабочий спай образуют два проводника из разнородных металлов. Его размещают в точке, температуру которой измеряют.
- tp3.JPG (2.69 КБ) 15860 просмотров
Холодные спаи это точки подключения проводников термопары к другому металлу, обычно к меди. Это могут быть соединения с медными проводами связи с термопарой или клеммные колодки измерительного прибора. Температура холодного спая влияет на общую термо-ЭДС. Поэтому ее необходимо измерять и учитывать в вычислениях.
Термопары делают из самых разных материалов, даже из платины. Но самые распространенные и дешевые это:
- ТХК – хромель-копелевые;
ТХА – хромель-алюмель.
Как практически измерить температуру термопарой.
Зависимость ЭДС от температуры для каждого типа термопары указана в виде таблицы. Называется номинальная статическая характеристика (НСХ). Представляет собой таблицу с двумя столбцами: температура рабочего спая и соответствующая ей термо-ЭДС. Для разных типов термопар НСХ содержатся в ГОСТ Р 8.585-2001. Загрузить в формате PDF можно по этой ссылке ГОСТ Р 8.585-2001.
Неважно, измеряется температура вручную или используется электронный прибор. В любом случае необходимо выполнить следующую последовательность действий:
- измерить термо-ЭДС термопары (Eобщ.);
измерить температуру холодного спая;
по таблице НСХ термопары определить термо-ЭДС холодного спая (E хол. спая), используя температуру холодного спая;
определить термо-ЭДС рабочего спая, т.е. сложить ЭДС холодного спая и общую термо-ЭДС ( E раб. спая = E хол. спая + E общ. );
по таблице НСХ термопары определить температуру рабочего спая, используя термо-ЭДС рабочего спая.
У меня есть термопара TP-01A. Типичная, широко распространенная термопара от тестера, типа ТХА.
- tp4.JPG (9.09 КБ) 15860 просмотров
Вот как я измерил температуру жала паяльника.
- Прикоснулся рабочим спаем термопары к жалу паяльника и замерил тестером напряжение на ее выводах. Получилось 10,7 мВ.
Замерил термометром температуру окружающей среды, получилось примерно 24 °C. Посчитал, что выводы термопары имеют температуру окружающей среды. Т.е. температура холодного спая равна 24 °C.
По таблице из ГОСТ Р 8.585-2001 для термопары типа K определил, что ЭДС холодного спая при 24 °C равна 0,96 мВ.
Вычислил термо-ЭДС рабочего спая, 10,7 + 0,96 = 11,66 мВ.
По той же таблице НСХ определил, что значению ЭДС 11,66 мВ соответствует температуре 287 °C. Это и есть измеренная температура жала паяльник.
Это самая точная методика.
