Термопарный датчик температуры

Термопарные датчики температуры: принцип работы, типы и сферы применения

Термопарный датчик температуры – это устройство, которое измеряет температуру путем измерения разности потенциалов, возникающей в электрической цепи, состоящей из двух разных металлов, соединенных вместе. Это один из самых старых и надежных методов измерения температуры, который продолжает активно использоваться в различных сферах. В этой статье мы подробно рассмотрим принцип работы термопарных датчиков температуры, их типы и области применения.

Принцип работы термопарного датчика температуры

Термопарные датчики работают на основе термоэлектрического эффекта, открытого Томасом Зеебеком в 1821 году. Этот эффект заключается в том, что если два разных металла соединены вместе, то при разнице температур между концами соединения возникает разность потенциалов. Величина этой разности потенциалов прямо пропорциональна разнице температур и зависит от материалов, используемых в соединении.

Чтобы измерить температуру, термопарный датчик обычно состоит из двух основных частей: термопары и измерительного устройства. Термопара представляет собой пару проводников из различных металлов, сваренных или спаянных вместе, образуя термоэлектрический элемент.

Один конец этой термопары помещается в среду, температуру которой необходимо измерить, а другой конец подключается к измерительному устройству.

Измерительное устройство обычно состоит из усилителя, который усиливает сигнал термопары, и аналого-цифрового преобразователя, который преобразует аналоговый сигнал в цифровой для дальнейшей обработки и отображения. В некоторых случаях измерительное устройство может также включать в себя систему автоматической компенсации холодного спая, которая компенсирует влияние температуры окружающей среды на точность измерения.

Типы термопар

Существует множество различных типов термопар, которые отличаются используемыми материалами. Наиболее распространенные типы термопар включают в себя:

• Тип K: состоит из хромеля (90% никеля и 10% хрома) и алюмеля (95% никеля, 2,5% алюминия и 2,5% кремния). Подходит для измерения температуры до 1200°C.
• Тип J: состоит из железа и константана (60% меди и 40% никеля). Подходит для измерения температуры от -100 до 750°C.
• Тип T: состоит из меди и константана. Подходит для измерения низких температур от -200 до 400°C.

Сферы применения термопарных датчиков

Термопарные датчики широко применяются в различных отраслях и сферах, включая:

• Промышленные процессы: измерение температуры в печах, котлах и других промышленных установках.
• Лаборатории: измерение температуры при проведении химических реакций и экспериментов.
• Медицина: измерение температуры тела, контроль температуры в медицинских устройствах и оборудовании.
• Научные исследования: измерение температур в экспериментах и исследованиях в области физики, химии и других наук.
• Системы пожарной безопасности: измерение температуры для обнаружения пожаров и предотвращения их распространения.

Термопарные датчики обеспечивают высокую точность измерения температуры и надежность, что делает их незаменимыми в различных сферах и отраслях.