¿Por qué el termopar puede medir la alta temperatura?

Sensor de temperatura de termopar tiene las características de gran alcance, bajo costo, velocidad de respuesta rápida y buena durabilidad, y se usa ampliamente en la medición de temperatura en sitios industriales. Los termopares de tipo R pueden medir altas temperaturas de más de 1700 grados (° C), y se usan ampliamente en ocasiones de medición de alta temperatura. En el artículo de hoy, hablemos sobre cómo funcionan los termopares.

¿Qué es un sensor de termopar?

Un termopar es un sensor que conecta dos extremos de metales de diferentes materiales y utiliza el efecto termoeléctrico para medir la temperatura.

El efecto termoeléctrico es la base física del termopar, ¿qué es el efecto termoeléctrico?

Sabemos que cuando se aplica un voltaje a través de una longitud de cable, la corriente fluye a través del cable y se calienta. Este fenómeno se llama efecto térmico de la corriente.

En 1821, el científico alemán Thomas Johann Seebeck descubrió el efecto inverso del efecto térmico de la corriente: es decir, cuando se aplican diferentes temperaturas a ambos extremos de un trozo de cable, se generará fuerza electromotriz en ambos extremos del cable, y después El circuito está cerrado, la corriente de metal A fluirá a través del cable. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico, también conocido como el efecto Seebeck.

Principio básico de temperatura termocouple

Un termopar es un elemento de detección de temperatura y un instrumento primario. Mide directamente la temperatura, convierte la señal de temperatura en una señal de fuerza termoelectromotora y luego la convierte en la temperatura del medio medido a través de un instrumento eléctrico (instrumento secundario).

El principio básico de la medición de la temperatura del termopar es que dos conductores de material diferentes forman un circuito cerrado. Cuando hay un gradiente de temperatura en ambos extremos, una corriente fluirá a través del bucle. En este momento, hay una fuerza electromotriz entre los dos extremos: la fuerza termoelectromotora. Este es el llamado efecto Seebeck.

Los conductores homogéneos con dos composiciones diferentes son electrodos calientes, el extremo de temperatura más alto es el extremo de trabajo, el extremo de temperatura más bajo es el extremo libre y el extremo libre generalmente está a una temperatura constante. Según la relación funcional entre la fuerza y ​​la temperatura termoelectromotora, se realiza una tabla de graduación de termopar; La tabla de graduación se obtiene bajo la condición de que la temperatura del extremo libre esté a 0 ° C, y diferentes termopares tienen diferentes tablas de graduación.

Cuando el tercer material metálico está conectado al circuito termopar, siempre que la temperatura de las dos uniones del material sea el mismo, el potencial termoeléctrico generado por el termopar permanecerá sin cambios, es decir, no se verá afectado por el tercer. El metal está conectado al bucle. Por lo tanto, cuando el termopar mide la temperatura, el instrumento de medición se puede conectar y la temperatura del medio medido se puede conocer después de medir la fuerza termoelectromotora. Un termopar soldea dos conductores o semiconductores A y B de diferentes materiales para formar un circuito cerrado.

Cuando hay una diferencia de temperatura entre los dos puntos de conexión 1 y 2 de los conductores A y B, se genera una fuerza electromotriz entre los dos, formando así una corriente grande en el bucle, que se llama efecto termoeléctrico. Los termopares usan este efecto para funcionar.

Dos conductores de diferentes composiciones (llamadas cables de termopar o térmicos) están conectados en ambos extremos en un bucle. Cuando la temperatura de la unión es diferente, se generará una fuerza electromotriz en el bucle. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico. La fuerza electromotriz se llama potencial termoeléctrico. Los termopares usan este principio para medir la temperatura. Un extremo que se usa directamente para medir la temperatura del medio se llama extremo de trabajo (también conocido como extremo de medición), y el otro extremo se llama extremo frío (también conocido como el extremo de compensación); El extremo frío y la pantalla están conectados el medidor o medidor de soporte, y el medidor de pantalla indicará el potencial termoeléctrico generado por el termopar.

Notas de termopar de alta temperatura

Un termopar es en realidad un convertidor de energía, que convierte la energía térmica en energía eléctrica, y utiliza el potencial termoeléctrico generado para medir la temperatura. Para el potencial termoeléctrico del termopar, se deben prestar atención a los siguientes problemas:

1: El potencial termoeléctrico de un termopar es la diferencia de la función de temperatura a través del termopar, no la función de la diferencia de temperatura en el termopar;

2: El tamaño del potencial termoeléctrico generado por el termopar, cuando el material del termopar es uniforme, no tiene nada que ver con la longitud y el diámetro del termopar, pero solo la composición del material termopar y la diferencia de temperatura entre los dos extremos;

3: Cuando se determina la composición del material de los dos cables de termopar del termopar, el tamaño del potencial termoeléctrico del termopar solo está relacionado con la diferencia de temperatura del termopar; Si la temperatura del extremo frío del termopar permanece constante, el potencial termoeléctrico del termopar es solo una función de valor único de la temperatura del lado de trabajo.