Què és un termopar i quins són els seus usos i principis?

Principi bàsic de mesurament de la temperatura de termopar

Soldar dos conductors o semiconductors A i B de diferents materials junts per formar un bucle tancat. Quan hi ha una diferència de temperatura entre els dos punts 1 i 2 dels conductors A i B, es genera una força electromotriu entre tots dos, formant així un corrent de mida determinada al bucle. Aquest fenomen s’anomena efecte termoelèctric. Els termoparells funcionen mitjançant aquest efecte.

Què és un termopar?

Tant els termoparells com les resistències tèrmiques pertanyen a la mesura de la temperatura de contacte en la mesura de la temperatura. Tot i que tenen la mateixa funció de mesurar la temperatura d’un objecte, els seus principis i característiques són diferents.

Els termoparells són els dispositius de temperatura més utilitzats en la mesura de la temperatura. Les seves característiques principals són un ampli rang de mesura, un rendiment relativament estable, una estructura senzilla, una bona resposta dinàmica i la capacitat de transmetre els senyals elèctrics {0}} mA de forma remota, que és convenient per al control automàtic i el control centralitzat. El principi de mesura de la temperatura dels termoparells es basa en l'efecte termoelèctric. Quan dos conductors o semiconductors diferents estan connectats en un bucle tancat, quan les temperatures a les dues juntes són diferents, es generarà un potencial termoelèctric al bucle. Aquest fenomen s’anomena efecte termoelèctric, també conegut com l’efecte Seebeck. El potencial termoelèctric generat en un bucle tancat consisteix en dos potencials: potencial de diferència de temperatura i potencial de contacte. El potencial termoelèctric fa referència al potencial generat pels dos extrems del mateix conductor a causa de diferents temperatures. Diferents conductors tenen diferents densitats d’electrons, de manera que el potencial que generen també és diferent. Com el seu nom indica, el potencial de contacte es refereix al potencial format quan dos conductors diferents estan en contacte a causa de les seves diferents densitats d’electrons, cosa que produeix una certa difusió d’electrons. La mida del potencial de contacte depèn de les propietats del material dels dos conductors diferents i de la temperatura dels seus punts de contacte. Actualment, els termoparells utilitzats internacionalment tenen una especificació estàndard. Les regulacions internacionals estipulen que els termoparells es divideixen en vuit divisions diferents, és a dir, B, R, S, K, N, E, J i T. La temperatura més baixa es pot mesurar és menys de 270 graus centígrads i la més alta pot arribar a 1800 graus centígrads. Entre ells, B, R, i S pertanyen a la sèrie de termoparells de platí. Com que el platí és un metall preciós, també s’anomenen termoparells de metalls preciosos i els restants s’anomenen termoparells de metall barat. Hi ha dues estructures de termoparells, tipus ordinari i tipus blindat. Els termoparells ordinaris es componen generalment de termoparells, tubs aïllants, mànigues de protecció i caixes de juntes, mentre que els termoparells blindats es munten combinant cables de termopar, materials aïllants i mànigues de protecció metàl·lica, i després s’estenen per formar una combinació sòlida. Tanmateix, el senyal elèctric de la termopar requereix un filferro especial per transmetre, que anomenem cable de compensació. Diferents termoparells requereixen diferents cables de compensació, la funció principal de la qual és connectar -se amb la termopar per mantenir l'extrem de referència del termopar allunyat de la font d'alimentació, de manera que la temperatura de l'extrem de referència sigui estable. El fil de compensació es divideix en tipus de compensació i tipus d'extensió. La composició química del fil d'extensió és la mateixa que la del termopar compensat, però a la pràctica, el fil d'extensió no està fabricat amb el mateix metall que la termopar. Generalment es substitueix per un fil amb la mateixa densitat d’electrons que el termopar. La connexió entre el fil de compensació i la termopar és generalment molt clara. El pol positiu del termopar està connectat al fil vermell del fil de compensació i el pol negatiu està connectat al color restant. La majoria dels cables generals de compensació són d’aliatge de níquel de coure.