O que é um termopar e quais são seus usos e princípios?

Princípio básico da medição de temperatura do termopar

Solte dois condutores ou semicondutores A e B de diferentes materiais para formar um loop fechado. Quando há uma diferença de temperatura entre os dois pontos 1 e 2 dos condutores A e B, uma força eletromotiva é gerada entre os dois, formando uma corrente de um certo tamanho no loop. Esse fenômeno é chamado de efeito termoelétrico. Os termopares funcionam usando esse efeito.

O que é um termopar?

Termopares e resistores térmicos pertencem à medição da temperatura de contato na medição da temperatura. Embora tenham a mesma função de medir a temperatura de um objeto, seus princípios e características são diferentes.

Os termopares são os dispositivos de temperatura mais amplamente utilizados na medição de temperatura. Suas principais características são ampla faixa de medição, desempenho relativamente estável, estrutura simples, boa resposta dinâmica e a capacidade de transmitir 4-20 sinais elétricos remotamente, o que é conveniente para controle automático e controle centralizado. O princípio da medição da temperatura dos termopares é baseado no efeito termoelétrico. Quando dois condutores ou semicondutores diferentes são conectados a um loop fechado, quando as temperaturas nas duas junções são diferentes, um potencial termoelétrico será gerado no loop. Esse fenômeno é chamado de efeito termoelétrico, também conhecido como efeito Seebeck. O potencial termoelétrico gerado em um circuito fechado consiste em dois potenciais: potencial de diferença de temperatura e potencial de contato. O potencial termoelétrico refere -se ao potencial gerado pelas duas extremidades do mesmo condutor devido a diferentes temperaturas. Diferentes condutores têm diferentes densidades de elétrons; portanto, o potencial que eles geram também é diferente. Como o nome sugere, o potencial de contato refere -se ao potencial formado quando dois condutores diferentes estão em contato devido às suas diferentes densidades de elétrons, que produz uma certa quantidade de difusão de elétrons. O tamanho do potencial de contato depende das propriedades do material dos dois condutores diferentes e da temperatura de seus pontos de contato. Atualmente, os termopares utilizados internacionalmente têm uma especificação padrão. Os regulamentos internacionais estipulam que os termopares são divididos em oito divisões diferentes, a saber, B, R, S, K, N, E, J e T. A temperatura mais baixa pode ser medida é menos 270 graus Celsius e o mais alto pode atingir 1800 graus Celsius. Entre eles, B, R e S pertencem à série de termopares de platina. Como a platina é um metal precioso, eles também são chamados de termopares de metal precioso, e os restantes são chamados de termopares de metal baratos. Existem duas estruturas de termopares, tipo comum e tipo blindado. Os termopares comuns são geralmente compostos de termopares, tubos isolantes, mangas de proteção e caixas de junção, enquanto os termopares blindados são montados combinando fios termopares, materiais isolantes e mangas de proteção de metal e depois esticadas para formar uma combinação sólida. No entanto, o sinal elétrico do termopar requer um fio especial para transmitir, que chamamos de fio de compensação. Diferentes termopares requerem diferentes fios de compensação, cuja principal função é se conectar com o termopar para manter a extremidade de referência do termopar longe da fonte de alimentação, para que a temperatura da extremidade de referência seja estável. O fio de compensação é dividido no tipo de compensação e tipo de extensão. A composição química do fio de extensão é a mesma do termopar compensado, mas na prática, o fio de extensão não é feito do mesmo metal que o termopar. Geralmente é substituído por um fio pela mesma densidade de elétrons que o termopar. A conexão entre o fio de compensação e o termopar é geralmente muito clara. O pólo positivo do termopar é conectado ao fio vermelho do fio de compensação e o pólo negativo é conectado à cor restante. A maioria dos fios de compensação geral é feita de liga de cobre-níquel.