Termoelement temperaturgivare

Hur väljer man ett termoelement?

Val av termoelement Termoelement används i stor utsträckning temperatursensorer. De är billiga, utbytbara, robusta och kan mäta ett stort temperaturintervall. Termoelement består i grunden av två olika metaller / legeringar som vid sammanfogning genererar en svag signal om det finns en temperaturskillnad mellan den varma korsningen (mätkorsningen) och den kalla korsningen eller referenskorsningen. Signalen beror bara på temperaturskillnaden, och som sådan kan ett termoelement inte testas ordentligt om båda korsningarna har samma temperatur. Medan nästan vilken typ av metall som helst kan användas för att tillverka ett termoelement används ett antal standardtyper eftersom de har förutsägbara utspänningar och stora temperaturgradienter.

Det är viktigt att ledningarna från termoelementet (kall koppling) till mätinstrumentet är av kompenserande eller förlängande material av samma kalibrering som termoelementet. Användning av koppartråd eller annat material kommer att leda till förlust av EMC och därmed fel. Lagen om mellanliggande metaller indikerar att en tredje metall, införd mellan de två olika metallerna i en termoelementförbindelse, inte kommer att ha någon effekt förutsatt att de två förbindelserna har samma temperatur. Denna lag är också viktig vid konstruktionen av termoelementkorsningar. Det är acceptabelt att göra en termoelementövergång genom att lödda de två metallerna, eftersom lödet inte påverkar avläsningen. I praktiken görs termoelementförbindningarna genom att svetsa ihop de två metallerna; Detta säkerställer att prestandan inte begränsas av lödets smältpunkt.

Vad är ett termoelement?

Termoelement finns som billiga "kala" termoelement som erbjuder snabba svarstider, inbyggda i mineralisolerade metallprober eller rör. Ett brett utbud av sensorer finns tillgängliga, lämpliga för olika mätapplikationer (industriell, vetenskaplig, livsmedeltemperatur, medicinsk forskning etc.). När du väljer ett termoelement, överväga typen av termoelement, isolering och sondens konstruktion. Allt detta kommer att påverka det mätbara temperaturområdet, noggrannheten och tillförlitligheten för avläsningarna.

Typ K termoelement (Chromel / Alumel)

Typ K är termoelementet "allmänt ändamål". Det är billigt och på grund av sin popularitet finns det i en mängd olika sonder. Termoelement finns i intervallet -200 ° C till + 1200 ° C. Känsligheten är cirka 41uV / ° C. Använd typ K, såvida du inte har en god anledning att inte göra det.

Material + krom / - aluminium
Färg + gul / - röd

Typ J termoelement (Iron / Constantan)

Det begränsade intervallet (-40 till + 750 ° C) gör typ J mindre populär än typ K. Huvudapplikationen är med äldre utrustning som inte kan acceptera "moderna" termoelement. J-typer bör inte användas över 760 ° C, eftersom plötslig magnetisk transformation kommer att resultera i permanent decibrering.

Material + Järn / - Constantan

Färg Vit / Röd

Termoelement typ N (Nicrosil / Nisil)

Hög stabilitet och motståndskraft mot hög temperaturoxidation gör typ N lämplig för högtemperaturmätningar utan kostnaden för platinatyper (B, R, S). Designad för att vara 'K' förbättrad, blir den mer och mer populär.

Material + Nicrosil /
Färg på Nilen + Orange / - Röd

Termoelementtyperna B, R och S är alla "ädla" termoelement av metall och har liknande egenskaper. De är de mest stabila av alla termoelement, men på grund av deras låga känslighet (cirka 10uV / 0C) används de i allmänhet endast för högtemperaturmätningar (> 600 ° C). Dessa ädelmetalltermoelement kräver alla keramiska skyddshylsor med hög renhet avsedda för användning i industriella applikationer.

Termoelement typ B (platina / rodium)

Lämplig för högtemperaturmätningar upp till 1800 ° C.

Typ R termoelement (platina / rodium)

Lämplig för höga temperaturmätningar upp till 1600 ° C. Låg känslighet (10 uV / ° C) och höga kostnader.

Termoelement typ S (platina / rodium)

Lämplig för höga temperaturmätningar upp till 1600 ° C. På grund av sin höga stabilitet används typ S som standard för smältpunkten för guld (1064,43 ° C).

Instruktioner

Försiktighetsåtgärder och överväganden för användning av termoelement

De flesta mätproblem och fel med termoelement beror på bristande förståelse för hur termoelement fungerar. Termoelement kan drabbas av åldrande och noggrannheten kan variera i enlighet därmed, särskilt efter långvarig exponering för temperaturer i ändarna av deras användbara arbetsområde. Här är några av de vanligaste frågorna att tänka på.

Anslutningsfrågor

Många mätfel orsakas av oavsiktliga termoelementkorsningar. Varje korsning av två olika metaller kommer att resultera i en korsning. Om du behöver öka ledarlängden på ditt termoelement måste du använda termoelementets förlängningskabeltyp (t.ex. typ K för typ K-termoelement). Att använda en annan typ av tråd kommer att ha en termoelementkoppling. Kontaktdonen som används måste vara gjorda av rätt termoelementmaterial och rätt polaritet måste iakttas. Varje kortslutning av termoelementkablarna i huvudet eller terminalanslutningen skapar ytterligare en korsning och instrumentet kommer att läsa av denna temperatur och inte den heta korsningstemperaturen.

Blymotstånd

För att förbättra responstiderna är termoelement gjorda av en tunn tråd (för platinatyper är kostnaden också en övervägande). Detta kan resultera i högt motstånd hos termoelementet vilket kan göra det känsligt för buller och kan också orsaka fel på grund av mätinstrumentets ingångsimpedans. Ett typiskt exponerat kopplingstermoelement med 32AWG (0,25 mm diameter) tråd har ett motstånd på cirka 15 ohm / meter. Om det behövs termoelement med tunna ledningar eller långa kablar är det värt att hålla termoelementledningarna korta och sedan använda en termoelementförlängningstråd (som är mycket tjockare, så lägre motstånd) för att fungera mellan termoelementet och mätinstrumentet.

Interferens

Utgången från ett termoelement är en svag signal, så den är benägen för elektrisk störning. Om din sensor befinner sig i en bullrig miljö (till exempel nära en elmotor) rekommenderas att du använder en skärmad förlängningskabel. Om brusgivaren misstänks, stäng av misstänkt utrustning och kontrollera om avläsningen ändras.

Det finns ingen underhållsfunktion möjlig på ett termoelement, men schemalagda kalibreringskontroller rekommenderas.

- Termoelement driver i kalibrering, men drivhastigheten beror på tid och temperatur.

- I en känd temperaturkälla, kontrollera termoelementets utgång med termoelementets C grader från tabellen.

- Termoelement eller deras ledningar kan kortsluta eller öppna kretsen och orsaka felsignaler. Ett annat felförhållande för dataloggare eller sändare är dåligt isolationsmotstånd mellan ledare och jord, vilket resulterar i att termoelementslingan jordas.

Om termoelementet visar något av de tre felförhållandena måste det bytas ut.

Mer information om termoelement nedan!