¿Qué es un termopar y cuáles son sus usos y principios?

Principios básicos de medición de temperatura del termopar

Dos conductores o semiconductores, A y B, hechos de diferentes materiales, están soldados para formar un circuito cerrado. Cuando existe una diferencia de temperatura entre las dos uniones (1 y 2) de los conductores A y B, se genera una fuerza electromotriz entre ellas, lo que resulta en una corriente que fluye en el circuito. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico. Los termopares utilizan este efecto para operar.

¿Qué es un termopar?

Tanto los termopares como los RTD son contactos - Tipo de dispositivos de medición de temperatura. Aunque ambos miden la temperatura de un objeto, sus principios y características difieren.

Los termopares son los dispositivos de medición de temperatura más utilizados. Sus características principales incluyen un amplio rango de medición, un rendimiento relativamente estable, una estructura simple, una buena respuesta dinámica y la capacidad de transmitir 4 - 20 mA señales eléctricas de forma remota, facilitando el control automatizado y centralizado. La medición de la temperatura del termopar se basa en el efecto termoeléctrico. Cuando se conectan dos conductores o semiconductores diferentes en un circuito cerrado y las temperaturas en las uniones difieren, se genera un potencial termoeléctrico en el circuito. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico, también conocido como el efecto Seebeck. El potencial termoeléctrico generado en un circuito cerrado consta de dos tipos de potenciales: potencial termoeléctrico y potencial de contacto. El potencial termoeléctrico se refiere al potencial generado por las diferencias de temperatura entre los dos extremos de un conductor. Los diferentes conductores tienen diferentes densidades de electrones, por lo que el potencial generado también es diferente. El potencial de contacto, como su nombre indica, se refiere al potencial generado cuando dos conductores diferentes están en contacto, lo que resulta en una cierta cantidad de difusión de electrones debido a sus diferentes densidades de electrones. La magnitud del potencial de contacto depende de las propiedades del material de los dos conductores y la temperatura en el punto de contacto. Actualmente, los termopares utilizados internacionalmente se estandarizan y clasifican en ocho grados diferentes: B, R, S, K, N, E, J y T. Pueden medir temperaturas tan bajas como -270 ° C y hasta 1800 ° C. B, R y S pertenecen a la serie de termopares de platino. Debido a que el platino es un metal precioso, también se llaman termopares de metales preciosos, mientras que los grados restantes se llaman termopares de metal económicos. Hay dos tipos de termopares: estándar y blindado. Los termopares convencionales generalmente consisten en un electrodo de termopar, un tubo aislante, una vaina protectora y una caja de unión. Los termopares blindados, por otro lado, se construyen ensamblando el cable de termopar, material de aislamiento y una vaina protectora de metal, luego estirándolos en una estructura sólida. Sin embargo, la señal eléctrica de un termopar requiere un conductor especial, llamado cable compensador. Diferentes termopares requieren diferentes cables de compensación. Su función principal es conectar el termopar a la unión de referencia, mantenerla alejada de la fuente de alimentación y así estabilizar la temperatura de la unión de referencia. Los cables de compensación se clasifican como tipos de compensación y extensión. Mientras que la composición química del cable de extensión es la misma que el termopar que se compensa, en la práctica, el cable de extensión no está hecho del mismo metal que el termopar; Por lo general, está hecho de un cable con la misma densidad de electrones que el termopar. La conexión entre el cable de compensación y el termopar generalmente es sencilla: el terminal positivo del termopar se conecta al cable rojo del cable compensador, mientras que el terminal negativo se conecta al cable de color restante. El alambre de compensación generalmente está hecho de una aleación de cobre-níquel.