Термопары - это датчики температуры, изготовленные из двух металлических сплавов. Когда два металла соединяются вместе, образуя соединение, при разнице температур между ними возникает напряжение. Это известно как эффект Зеебека.
Эффект Зеебека
Немецкий врач, ставший физиком Томас Иоганн Зеебек, открыл эффект Зеебека. Он взял два разных металла, один из которых имеет более высокую температуру, чем другой, и сделал последовательную цепь, соединив их вместе. Он обнаружил, что может генерировать напряжение. Чем больше разница температур между ними, тем выше создаваемое напряжение, и он обнаружил, что результаты не зависят от формы металла.
Значимость
Термопары ценны в науке и технике благодаря таким характеристикам, как быстрое время реакции и небольшой размер. Они способны точно измерять экстремальные температуры в диапазоне от 270 до 2500 градусов по Цельсию и с погрешностью от 0,5 до 2 градусов по Цельсию.
Недостатком термопар является то, что генерируемые сигналы могут быть нелинейными, и поэтому их необходимо тщательно калибровать.
Строительство
Два металлических сплава соединяются вместе, образуя соединение. Одна часть перехода помещается на источник, температура которого должна быть измерена, в то время как другой конец поддерживается на постоянном уровне эталона с помощью источника температуры. Источником температуры обычно является твердотельный датчик температуры, хотя более старые используют баню с ледяной водой.
Одним из факторов температурной чувствительности является сочетание используемых металлов. Комбинация никель-никель имеет диапазон температур от -50 до 1410 градусов Цельсия, в то время как рений-рений может измерять от 0 до 2315 градусов Цельсия. Наиболее распространены хромель-алюмель, медь-константан и железо-константан.
Типы
Есть несколько разных типов. Они классифицируются в зависимости от максимальной температуры, которую они могут измерить, где они могут работать, и их прочности. Наиболее распространены J, K, T и E. Например, термопары типа J можно использовать без покрытия, называемого оболочкой, хотя такое покрытие рекомендуется для продления их срока службы. Термопары типа J могут работать в средах, где недостаточно свободного кислорода, и могут измерять температуру до 760 градусов Цельсия.
Использует
Термопары - самый популярный тип датчиков температуры. Они используются в качестве больничных термометров и при диагностических испытаниях автомобильных двигателей. Некоторые газовые приборы, такие как бойлеры, водонагреватели и духовки, используют их в качестве средств безопасности; если контрольная лампа не горит, термопара останавливает работу газового клапана. Они также используются в качестве вспомогательного средства при пастеризации молока и в качестве пищевых термометров. В промышленности они ценны как зонды и датчики.