Sensor de temperatura termopar

Como escolher um termopar?

Os termopares são sensores de temperatura muito populares. Eles são baratos, intercambiáveis, robustos e podem medir uma ampla faixa de temperatura. 

As sondas de medição de termopar consistem essencialmente em dois metais/ligas diferentes. Ao unir, eles irão gerar um sinal fraco se houver diferença de temperatura entre a junção quente (junção de medição) e a junção fria ou junção de referência. 

O sinal depende apenas da diferença de temperatura. E, como tal, uma sonda de termopar não pode ser testada adequadamente se ambas as junções estiverem na mesma temperatura. 

Embora quase qualquer tipo de metal possa ser usado para fazer um sensor de temperatura, vários tipos padrão são usados ​​porque possuem tensões de saída previsíveis e grandes gradientes de temperatura.

É essencial que a fiação (junção fria) do medidor seja de material de compensação ou extensão da mesma classificação do termopar. O uso de fios de cobre ou outros materiais causará perda de EMC e, portanto, um erro. 

A Lei do Metal Intermediário afirma que um terceiro metal, inserido entre os dois metais diferentes de uma junção de termopar, não terá efeito, desde que as duas junções estejam à mesma temperatura. 

Esta lei também é importante na construção de junções. É aceitável fazer uma junção soldando os dois metais, pois a solda não afetará a leitura da temperatura. Na prática, as junções de termopares são feitas soldando os dois metais. Isso garante que o desempenho da medição de temperatura não seja limitado pelo ponto de fusão da solda.

Leia mais
Filtros
de 8 produtos

O que é um termopar?

Os sensores estão disponíveis como termopares "nus" que são baratos e oferecem resposta rápida. Estão integrados em sondas de temperatura ou tubos metálicos com isolamento mineral. 

Está disponível uma ampla variedade de sensores, adequados para diferentes aplicações de medição (industriais, científicas, temperatura de alimentos, pesquisa médica, etc.). Ao escolher um termopar, deve-se considerar o tipo de sensor, o isolamento e a construção da sonda de temperatura. Tudo isso afetará a faixa de temperatura mensurável, a precisão da medição e a confiabilidade da leitura da temperatura.

Curva de termopar


Termopar tipo K (Chromel / Alumel)

O tipo K é o termopar de “uso geral”. É barato e, devido à sua popularidade, está disponível em uma ampla variedade de sondas. 

Os termopares estão disponíveis com uma faixa de temperatura de -200 a +1200 graus Celsius. 

A sensibilidade é em torno de 41uV / ° C. 

Use o tipo K, a menos que tenha um bom motivo para não o fazer.

Material + Chromel / - Alumel

Cor + Amarelo / - Vermelho

Termopar tipo J (ferro / Constantan)

A faixa de medição limitada (-40 a +750°C) torna este tipo de sonda menos popular que o tipo K. 

A principal aplicação desta sonda de temperatura é com equipamentos mais antigos que não aceitam termopares "modernos". Os tipos J não devem ser usados ​​acima de 760°C, pois uma transformação magnética abrupta causará descalibragem permanente.

Material + Ferro / - Constantan

Cor Branco / Vermelho

Termopar tipo N (Nicrosil / Nisil)

Alta estabilidade e resistência à oxidação tornam o tipo N adequado para medições de alta temperatura sem o custo dos tipos de platina (B, R, S). Projetado para ser uma sonda de medição de termopar "K" aprimorada, está se tornando cada vez mais popular.

Material + Nicrosil /

Cor do Nilo + Laranja / - Vermelho

Os tipos B, R e S são todos termopares de metal "nobre" e possuem características semelhantes. 

Esses instrumentos de medição são os mais estáveis ​​de todos os termopares. Mas devido à sua baixa sensibilidade (cerca de 10uV/0C), eles geralmente são usados ​​apenas para medições de alta temperatura (>600°C). Todos esses sensores de temperatura de metal nobre requerem bainhas protetoras de cerâmica de alta pureza para uso em aplicações industriais.

Termopar tipo B (platina / ródio)

Adequado para medições de alta temperatura até 1800 ° C.

Termopar tipo R (platina/ródio)

Este sensor de temperatura termopar é adequado para medições de alta temperatura até 1600°C, porém possui baixa sensibilidade (10uV/°C) e alto custo.

Termopar tipo S (platina / ródio)

Esta sonda de temperatura é adequada para medições de alta temperatura até 1600° C. Devido à sua alta estabilidade, o tipo S é usado como padrão para o ponto de fusão do ouro (1064,43°C).

Instruções de utilização

Precauções e considerações ao usar termopares

A maioria dos problemas e erros de medição de temperatura são devidos à falta de compreensão de como os termopares funcionam. 

Esses indicadores de temperatura podem sofrer com o envelhecimento e a precisão pode variar de acordo, especialmente após exposição prolongada a temperaturas nos extremos de sua faixa útil de operação. Aqui estão alguns dos problemas mais comuns a serem considerados.

Problemas ao conectar dispositivos de medição de termopar

Muitos erros de medição são causados ​​por junções não intencionais. Qualquer união de dois metais diferentes resultará em uma união. Se você precisar aumentar o comprimento do cabo de seu dispositivo de medição, você deve usar o tipo de cabo de extensão (por exemplo, Tipo K para termopares Tipo K). 

O uso de outro tipo de fio apresentará uma junção do sensor termopar. Os conectores utilizados devem ser feitos do material correto e a polaridade correta deve ser observada. Qualquer curto-circuito dos fios no conector ou conector do terminal criará outra junção e o instrumento lerá essa temperatura e não a temperatura da junção quente.

Resistência ao chumbo

Para melhorar os tempos de resposta, os termopares são feitos de fio fino (no caso dos tipos de platina, o custo também é considerado). Isso pode levar a alta resistência do sistema de medição, o que pode torná-lo suscetível a ruídos e também pode causar erros devido à impedância de entrada do instrumento de medição. 

Um típico sensor de temperatura de junção exposta com fio 32AWG (0,25 mm de diâmetro) terá uma resistência de aproximadamente 15 ohms/metro. Se forem necessários termopares com fios finos ou cabos longos, vale a pena manter os fios curtos e depois usar um fio de extensão (que é muito mais grosso, portanto de menor resistência) para passar entre o termopar e o instrumento de medição.

Interferência

A saída de um termopar é um sinal fraco, por isso é propenso a interferência elétrica. Se o seu sensor estiver em um ambiente barulhento (por exemplo, próximo a um motor elétrico), é recomendável usar um cabo de extensão blindado. Se houver suspeita do sensor de ruído, desligue todos os equipamentos suspeitos e verifique se a leitura muda.

Não há função de manutenção possível em um termopar, mas recomenda-se a verificação programada da calibração.

  • Os termopares oscilam na calibração, mas a taxa de desvio depende do tempo e da temperatura.
  • Em uma fonte de temperatura conhecida, verifique a saída do termopar com os graus C do termopar do gráfico.
  • Os termopares ou sua fiação podem entrar em curto ou abrir, causando sinais de erro. Outra condição de falha para registradores de dados ou transmissores é a baixa resistência de isolamento entre os condutores e o terra, o que faz com que o loop do termopar seja aterrado.

Se o termopar mostrar uma das três condições de falha, ele deverá ser substituído.

Mais informações sobre termopares abaixo!

Faixa de temperatura Tabela de conversão (T ° / mV)