Cómo funcionan los termopares- Ningbo Shine Metal Products Co., Ltd.

El termopar (termopar) es un elemento de medición de temperatura comúnmente utilizado en instrumentos de medición de temperatura. Mide directamente la temperatura, convierte la señal de temperatura en una señal de fuerza termoelectromotriz y la convierte en la temperatura del medio medido a través de un instrumento eléctrico (instrumento secundario). La forma de varios termopares suele ser muy diferente debido a las necesidades, pero su estructura básica es más o menos la misma, generalmente compuesta de partes principales como termodo, tubo de protección de manguito aislante y caja de conexiones, generalmente con instrumentos de visualización, instrumentos de registro y ajuste electrónico. utilizado junto con el dispositivo.

Introducción En el proceso de producción industrial, la temperatura es uno de los parámetros importantes que deben medirse y controlarse. En la medición de temperatura, los termopares se utilizan ampliamente. Tienen muchas ventajas, como estructura simple, fabricación conveniente, amplio rango de medición, alta precisión, pequeña inercia y fácil transmisión remota de señales de salida. Además, debido a que el termopar es un sensor activo, es muy conveniente usarlo sin fuente de alimentación externa durante la medición, por lo que a menudo se usa para medir la temperatura de gas o líquido en hornos y tuberías y la temperatura superficial de sólidos [1] .

Principio de funcionamiento Cuando dos conductores o semiconductores diferentes A y B forman un bucle y los dos extremos están conectados entre sí, siempre que las temperaturas en las dos uniones sean diferentes, la temperatura de un extremo es T, que se denomina temperatura de trabajo. extremo o extremo caliente, y la temperatura del otro extremo es T. Para T0, llamado extremo libre (también llamado extremo de referencia) o extremo frío, se generará una fuerza electromotriz en el bucle, y la dirección y magnitud de la fuerza electromotriz están relacionados con el material del conductor y la temperatura de las dos uniones. Este fenómeno se denomina "efecto termoeléctrico", el bucle compuesto por dos conductores se denomina "termopar", estos dos conductores se denominan "termoelectrodo", y la fuerza electromotriz generada se denomina " fuerza termoelectrica La fuerza termoelectromotriz consta de dos partes de la fuerza electromotriz. Una parte es la fuerza electromotriz de contacto de los dos conductores y la otra parte es la fuerza electromotriz termoeléctrica de un solo conductor. El tamaño de la fuerza termoelectromotriz en el bucle del termopar solo está relacionado con el material del conductor y la temperatura de las dos uniones que forman el termopar, y está relacionado con la forma del termopar. El tamaño es irrelevante. Cuando los materiales de los dos electrodos del termopar están fijos, la fuerza termoelectromotriz es la diferencia de función entre las dos temperaturas de unión t y t0. Es decir, la fórmula (a continuación) se usa ampliamente en la medición de temperatura real. Como la unión fría t0 es constante, la fuerza termoelectromotriz generada por el termopar solo cambia con la temperatura del hot end (extremo de medición), es decir, una determinada fuerza termoelectromotriz corresponde a una determinada temperatura. Solo necesitamos medir la fuerza termoelectromotriz para lograr el propósito de medir la temperatura.

El principio básico de la medición de la temperatura del termopar es que dos conductores de diferentes materiales forman un circuito cerrado. Cuando hay un gradiente de temperatura en ambos extremos, fluirá una corriente a través del bucle. En este momento, existe una fuerza electromotriz entre los dos extremos. Este es el llamado efecto Seebeck. Los conductores homogéneos con dos composiciones diferentes son electrodos calientes, el extremo de temperatura más alta es el extremo de trabajo, el extremo de temperatura más baja es el extremo libre y el extremo libre suele estar a una temperatura constante. De acuerdo a la relación funcional entre la fuerza termoelectromotriz y la temperatura, se elabora una tabla de graduación de termopares; la tabla de graduación se obtiene con la condición de que la temperatura del extremo libre sea de 0°C, y diferentes termopares tienen tablas de graduación diferentes. Cuando el tercer material metálico se conecta al bucle del termopar, siempre que la temperatura de las dos uniones del material sea la misma, el potencial termoeléctrico generado por el termopar permanecerá sin cambios, es decir, no se verá afectado por el tercer metal que se conecta al bucle. Por lo tanto, al medir la temperatura del termopar, se puede conectar el instrumento de medición y se puede conocer la temperatura del medio medido después de medir la fuerza termoelectromotriz. Cuando un termopar mide la temperatura, se requiere que la temperatura de su extremo frío (el extremo de medición es el extremo caliente y el extremo conectado al circuito de medición a través del cable conductor se llama extremo frío) permanezca sin cambios, y su potencial termoeléctrico es proporcional a la temperatura medida. Si la temperatura (ambiente) del extremo frío cambia durante la medición, afectará seriamente la precisión de la medición. Tomar ciertas medidas en la unión fría para compensar la influencia causada por el cambio de temperatura de la unión fría se denomina compensación de la unión fría del termopar y es normal. Cable de compensación especial para conectar con instrumento de medición. Método de cálculo de compensación de unión fría de termopar: de milivoltios a temperatura: mida la temperatura de unión fría, conviértala al valor de milivoltios correspondiente, agréguela al valor de milivoltios del termopar y convierta la temperatura; de temperatura a milivoltios: mida la temperatura real La temperatura del extremo frío se convierte en milivoltios respectivamente, y los milivoltios se obtienen después de la resta,