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

Principio básico de la medición de la temperatura del termopar

Suelte 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 1 y 2 de los conductores A y B, se genera una fuerza electromotriz entre los dos, formando así una corriente de cierto tamaño en el bucle. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico. Los termopares funcionan usando este efecto.

¿Qué es un termopar?

Tanto los termopares como las resistencias térmicas pertenecen a la medición de la temperatura de contacto en la medición de la temperatura. Aunque tienen la misma función de medir la temperatura de un objeto, sus principios y características son diferentes.

Los termopares son los dispositivos de temperatura más utilizados en la medición de la temperatura. Sus características principales son el amplio rango de medición, el rendimiento relativamente estable, la estructura simple, la buena respuesta dinámica y la capacidad de transmitir las señales eléctricas 4-20 mA de forma remota, lo que es conveniente para el control automático y el control centralizado. El principio de medición de temperatura de los termopares se basa en el efecto termoeléctrico. Cuando dos conductores o semiconductores diferentes están conectados a un circuito cerrado, cuando las temperaturas en las dos uniones son diferentes, se generará un potencial termoeléctrico en el bucle. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico, también conocido como el efecto Seebeck. El potencial termoeléctrico generado en un circuito cerrado consta de dos potenciales: potencial de diferencia de temperatura y potencial de contacto. El potencial termoeléctrico se refiere al potencial generado por los dos extremos del mismo conductor debido a diferentes temperaturas. Los diferentes conductores tienen diferentes densidades de electrones, por lo que el potencial que generan también es diferente. Como su nombre indica, el potencial de contacto se refiere al potencial formado cuando dos conductores diferentes están en contacto debido a sus diferentes densidades de electrones, lo que produce una cierta cantidad de difusión de electrones. El tamaño del potencial de contacto depende de las propiedades del material de los dos conductores diferentes y la temperatura de sus puntos de contacto. En la actualidad, los termopares utilizados internacionalmente tienen una especificación estándar. Las regulaciones internacionales estipulan que los termopares se dividen en ocho divisiones diferentes, a saber, B, R, S, K, N, E, J y T. La temperatura más baja se puede medir es menos 270 grados Celsius y el más alto puede alcanzar 1800 grados Celsius. Entre ellos, B, R y S pertenecen a la serie de termopares de platino. Dado que el platino es un metal precioso, también se llaman termopares de metales preciosos, y los restantes se llaman termopares de metal barato. Hay dos estructuras de termopares, tipo ordinario y tipo blindado. Los termopares ordinarios generalmente se componen de termopares, tubos aislantes, mangas protectoras y cajas de unión, mientras que los termopares blindados se ensamblan combinando cables de termopar, materiales aislantes y mangas protectoras de metal, y luego se estiran para formar una combinación sólida. Sin embargo, la señal eléctrica del termopar requiere un cable especial para transmitir, que llamamos un cable de compensación. Diferentes termopares requieren diferentes cables de compensación, cuya función principal es conectarse con el termopar para mantener el extremo de referencia del termopar lejos de la fuente de alimentación, de modo que la temperatura del extremo de referencia sea estable. El cable de compensación se divide en tipo de compensación y tipo de extensión. La composición química del cable de extensión es la misma que la del termopar compensado, pero en la práctica, el cable de extensión no está hecho del mismo metal que el termopar. Generalmente se reemplaza por un cable con la misma densidad de electrones que el termopar. La conexión entre el cable de compensación y el termopar generalmente es muy clara. El polo positivo del termopar está conectado al cable rojo del cable de compensación, y el polo negativo está conectado al color restante. La mayoría de los cables de compensación general están hechos de aleación de cobre-níquel.