Termopara: Definicja i Zastosowanie
Termopara, znana również jako termoogniwo, jest elementem obwodu elektrycznego składającym się z dwóch różnych przewodników, który wykorzystuje zjawisko Seebecka. Służy głównie jako czujnik temperatury, a rzadziej jako źródło niskonapięciowego zasilania. Charakteryzuje się dużą dokładnością i elastycznością konstrukcji, co umożliwia jej zastosowanie w różnorodnych warunkach. Wady obejmują nietrwałość mechaniczną złącza pomiarowego oraz wpływ izolacji na czas reakcji na zmiany temperatury.
Zasada Działania
Termopara składa się z pary różnych metali, które są spojone na końcach. Jedno złącze umieszczane jest w miejscu pomiaru, a drugie w stałej temperaturze odniesienia. Różnica temperatur między złączami generuje różnicę potencjałów, znaną jako siła termoelektryczna, proporcjonalną do różnicy temperatur.
Zalety Termopar
- Brak potrzeby zewnętrznego zasilania
- Małe rozmiary pozwalające na lokalny pomiar temperatury
- Niska pojemność cieplna
- Mała bezwładność czasowa
- Szeroki zakres pomiarowy z dobrą liniowością
- Prosta budowa
- Duża niezawodność
Produkcja i Materiały
Produkcja dokładnych termopar wymaga wysokiej jakości materiałów, co wpływa na ich metrologiczne właściwości. Do budowy termoelementów używa się metali szlachetnych, takich jak platyna, oraz nieszlachetnych, jak miedź czy nikiel. Termopary można również wykonać samodzielnie, ale wymagają one cechowania dla uzyskania precyzyjnych pomiarów.
Typy Termopar
Termopary dzielą się na trzy grupy w zależności od zakresu pomiarowego:
- Grupa I: od −200 do 1200 °C (np. typ K, J, E)
- Grupa II: od 0 do 1600 °C (np. typ S, R, B)
- Grupa III: od 0 do 2300 °C (np. typ C, D)
Przykłady Typów Termopar
- Typ K: NiCr-NiAl, zakres −200 do 1200 °C
- Typ S: PtRh10-Pt, do 1600 °C
- Typ B: PtRh30-PtRh6, do 1800 °C
- Typ C: Wolfram-Ren, do 2300 °C
Termopary są kluczowym elementem w wielu zastosowaniach przemysłowych, umożliwiając precyzyjne pomiary temperatury w różnych warunkach. Ich wybór zależy od specyficznych wymagań aplikacji oraz zakresu pomiarowego.
