Στη βιομηχανία ή την ιατρική, πολλές διαδικασίες απαιτούν τη χρήση ενός θερμοστάτη για να λάβουν μετρήσεις θερμοκρασίας. Ο αισθητήρας θερμοστοιχείων, ανθεκτικός, χρήσιμος σε ευρεία θερμοκρασία και προσφέροντας σύντομο χρόνο απόκρισης, είναι μια εξαιρετική λύση. Λειτουργεί χάρη στην ηλεκτρική τάση που παράγεται από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ δύο τμημάτων του καθετήρα. Ο πίνακας μετατροπής είναι ένα εργαλείο για την ερμηνεία αυτής της τάσης που χρησιμοποιείται επίσης για τη βαθμονόμηση του ανιχνευτή μέτρησης.
Τι είναι ένα διάγραμμα θερμοστοιχείου;
Ένα τραπέζι ή σανίδα θερμοστοιχείου είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για τη χρήση του αισθητήρας θερμοκρασίας θερμοστοιχείου. Ο πίνακας σας επιτρέπει μετατροπή μιας ηλεκτροκινητικής δύναμης (emf), που μετράται με συσκευή μέτρησης, σε θερμοκρασία σε βαθμούς Κελσίου ή σε βαθμούς Φαρενάιτ. Αυτή η μετατροπή γίνεται χρησιμοποιώντας τον συντελεστή Seebeck, μια μεταβλητή που είναι συγκεκριμένη για τη φύση των υλικών που αποτελούν τον αισθητήρα. Πράγματι, Η θερμοηλεκτρική ευαισθησία ποικίλλει από το ένα μέταλλο στο άλλο. Είναι συχνά ο καταγραφέας, το κουτί που μετρά την τάση, που μετατρέπεται απευθείας σε θερμοκρασία. Ωστόσο, είναι χρήσιμο να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ο αισθητήρας θερμοστοιχείου για να τον χρησιμοποιήσετε καλύτερα.
Η πλακέτα θερμοστοιχείου χρησιμοποιείται επίσης για να πραγματοποιήστε τη βαθμονόμηση του αισθητήρα θερμικού αισθητήρα. Βαθμονόμηση θερμοστοιχείου ακολουθεί τις συστάσεις της ASTM (American Society for Testing and Materials) που στοχεύει στην τυποποίηση αυτού του τύπου διαδικασίας. Κατά τη βαθμονόμηση, διασφαλίζουμε ότι η τάση που προκύπτει με την έκθεση του θερμοστοιχείου σε μια δεδομένη θερμοκρασία αντιστοιχεί στην αναμενόμενη θερμοκρασία του πίνακα. Επαναλαμβάνουμε την επέμβαση πολλές φορές, για να δοκιμάστε το θερμοστοιχείο σε πολλές θερμοκρασίες του εύρους μέτρησής του. Εάν οι μετρήσεις είναι ανακριβείς, εφαρμόζεται ένας συντελεστής διόρθωσης κατά τη χρήση του αισθητήρα θερμοκρασίας.
Πώς να διαβάσετε ένα διάγραμμα μετατροπής θερμοστοιχείου;
Το διάγραμμα μετατροπής θερμοστοιχείου μπορεί να πάρει πολλές μορφές. Δείχνει τους βαθμούς Κελσίου ή Φαρενάιτ που αντιστοιχούν σε κάθε ισχύ τάσης σε millivolt (mV). Όταν αυτή η αναλογία τάσης/θερμοκρασίας έχει τη μορφή καμπύλες θερμοστοιχείου, βλέπουμε ότι αυτή η σχέση δεν είναι γραμμική και ότι το σχήμα της καμπύλης ποικίλλει μεταξύ των τύπων των θερμοζευγών. Για να διαβάσετε τον πίνακα, πρέπει να γνωρίζετε τον τύπο του θερμοστοιχείου. Οι πιο λεπτομερείς πίνακες μετατροπών δείχνουν όλους τους πιθανούς βαθμούς για έναν τύπο θερμοστοιχείου. Άλλοι, πιο συνθετικοί πίνακες συγκρίνουν την τάση όλων των τύπων για κάθε δέκα μοίρες. Μπορείτε να συμβουλευτείτε έναν συνοπτικό πίνακα θερμοστοιχείων στον ιστότοπό μας μεταβαίνοντας στη σελίδα Πίνακας μετατροπής θερμοστοιχείου.
Ο τύπος του θερμοστοιχείου ποικίλλει ανάλογα με τη φύση των υλικών που χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό του. Αν και είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα θερμοστοιχείο από πολλούς συνδυασμούς μετάλλων, χρησιμοποιούνται γενικά 8 κύριοι τύποι. Αυτοί είναι πλαισιώνεται από ένα ευρωπαϊκό πρότυπο και καθιστά δυνατή την κάλυψη ποικίλων εφαρμογών. Τα θερμοστοιχεία των τύπων E, J, K, N και T κατασκευάζονται από κοινά μέταλλα όπως σίδηρο, κονταντάνη, χαλκό, αλουμέλ ή χρώμιο. Οι τύποι B, R και S είναι κατασκευασμένοι από ευγενή μέταλλα, όπως η πλατίνα, γεγονός που τα καθιστά αρκετά ακριβά. Κάθε υλικό έχει τα δικά του χαρακτηριστικά διαστολής και αγωγιμότητας. Οι τύποι N, S, B και R έχουν την ιδιαιτερότητα ότι μπορούν να μετρήσουν υψηλές θερμοκρασίες, έως και 1.800°C στη μέγιστη θερμοκρασία. Κάθε τύπος θερμοστοιχείου έχει ένα εύρος θερμοκρασίας άριστος.
Πώς να μάθετε τη διαφορά δυναμικού ενός θερμοστοιχείου;
Το θερμοστοιχείο λειτουργεί χάρη σε την τάση που εμφανίζεται όταν οι δύο τύποι συγκολλήσεων αισθητήρων εκτίθενται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Τα δύο αγώγιμα μεταλλικά σύρματα συνδέονται μεταξύ τους στο θερμό σημείο ή στη θερμή συγκόλληση. Αυτό είναι το μέρος που εκτίθεται στο περιβάλλον στο οποίο πραγματοποιείται ο έλεγχος θερμοκρασίας. Το ψυχρό σημείο είναι η συγκόλληση που βρίσκεται στην άλλη άκρη των καλωδίων, στην πλευρά του οργάνου μέτρησης. Πρέπει να το ξέρεις ο πίνακας θερμοστοιχείου βασίζεται στην τάση που μετράται όταν η ψυχρή διασταύρωση είναι στους 0°C. Για να γνωρίζετε ακριβώς τη διαφορά δυναμικού, είναι επομένως απαραίτητο να εξετάσετε τη μέθοδο αντιστάθμισης ψυχρού σημείου.
Μία από τις λύσεις είναι απλώς να διατηρήστε την ψυχρή διασταύρωση στους 0°C. Η μέθοδος είναι στη συνέχεια να το βυθίσετε σε ένα λουτρό με κινούμενο κρύο νερό. Η ψύξη είναι μια αξιόπιστη τεχνική, αλλά μπορεί να είναι δύσκολο να εφαρμοστεί στην πράξη σε ορισμένους τομείς. Μπορεί πράγματι να εφαρμοστεί σε εργαστήριο. Σε ένα βιομηχανικό πλαίσιο, όπου ένας μεγάλος αριθμός θερμοστοιχείων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ταυτόχρονα, η μέθοδος είναι πιο περιοριστική. Μια δεύτερη μέθοδος αποτελείται από μετρήστε τη θερμοκρασία κρύου σημείου σε πραγματικό χρόνο. Κατά την παρακολούθηση των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας περιβάλλοντος. Στη συνέχεια, είναι απαραίτητο να μετατραπεί αυτή η θερμοκρασία σε millivolt και να πραγματοποιηθεί ένας διαφορικός υπολογισμός για να ληφθεί η πραγματική διαφορά δυναμικού.
Στο Thermometre.fr, προσφέρουμε ένα ευρύ φάσμα ανιχνευτών μέτρησης για να ανταποκριθούμε στις προσδοκίες των επαγγελματιών όσο το δυνατόν περισσότερο. Επικοινωνήστε με τον σύμβουλό σας να καθοδηγηθείτε προς τον εξοπλισμό που ταιριάζει καλύτερα στο έργο σας.
Προχωρήστε περαιτέρω στα θερμοστοιχεία
Για να προχωρήσουμε περαιτέρω στο θέμα των θερμοστοιχείων, προτείνουμε επίσης αυτά τα άρθρα:
- Κατηγορία αισθητήρα θερμοστοιχείου
- Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι θερμοστοιχείων
- Βαθμονόμηση θερμοστοιχείου
- Πώς μετριέται η θερμοκρασία με θερμοστοιχείο;
- Χρόνοι απόκρισης θερμοστοιχείου ανά τύπο
- Καμπύλες θερμοστοιχείου ανά τύπο
- Πώς να δοκιμάσετε ένα θερμοστοιχείο;
- Εύρος μέτρησης θερμοστοιχείου
- Πώς λειτουργεί ένα θερμοστοιχείο;
- Θερμοστοιχεία
