Как измерить температуру термопарой

Вопросы по средствам измерения температуры
Эдуард
Администратор
Сообщения: 363
Зарегистрирован: 30 окт 2016, 20:53

Как измерить температуру термопарой

Сообщение Эдуард » 04 ноя 2016, 22:56

В интернете написано бесчисленное количество статей о термопарах. В них столько формул, схем, советов. Но на мой поисковый запрос ”как измерить температуру термопарой” я не получил ни одного вразумительного правильного ответа. Или ничего не понятно, или советуют измерить напряжение на термопаре и посмотреть значение температуры по таблице. Что совершенно не правильно.
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
tp1.JPG (4.29 КБ) 5076 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
tp2.JPG (10.4 КБ) 5076 просмотров

Рабочий спай образуют два проводника из разнородных металлов. Его размещают в точке, температуру которой измеряют.

tp3.JPG
tp3.JPG (2.69 КБ) 5076 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.
Пример.
У меня есть термопара TP-01A. Типичная, широко распространенная термопара от тестера, типа ТХА.

tp4.JPG
tp4.JPG (9.09 КБ) 5076 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.


UA6EM
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 14 мар 2017, 20:43

Re: Как измерить температуру термопарой

Сообщение UA6EM » 15 мар 2017, 21:57

и правильная ))) когда калибруешь прибор для измерения температуры (серии Ш45хх). по таблице и выставляешь по контрольным точкам


Вернуться в «Датчики температуры»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей