Термопары являются распространенным устройством измерения температуры, используемым во многих промышленных приложениях. В частности, термопары типа J являются недорогими, универсальными и долговечными. Правильное их подключение важно для точных измерений температуры.
Термопара состоит из двух разнородных металлических проводов, соединенных вместе на одном конце. Это соединение между двумя металлами создает небольшое напряжение, которое меняется в зависимости от температуры. Измеряя это напряжение, можно определить температуру в месте соединения.
Термопары типа J используют железо и константан в качестве двух металлов. Они недороги, точны и измеряют широкий диапазон температур от -40 до 750 °C (от -40 до 1382 °F). Некоторые ключевые свойства термопар типа J:
Чтобы использовать термопару типа J, два металлических провода должны быть правильно соединены для создания чувствительного спая, а выходное напряжение измеряется с помощью измерителя термопары, модуля термопары или контроллера температуры.
Чувствительный спай — это место, где соединяются два разнородных металла. Это можно сделать следующим образом:
Скручивание проводов вместе образует простейшее соединение. Провода можно плотно скрутить вместе и опционально сварить, припаять или обжать для прочного соединения.
Наложение проводов в герметичном зонде защищает соединение, при этом позволяя измерять температуру на конце наконечника зонда.
Также доступны специальные разъемы термопар для легкого соединения двух проводов. Они содержат металлические блоки, в которые вставляются два провода, создавая прочное соединение.
После создания сенсорного соединения провода термопары должны быть подключены к измерительному прибору. Для этого часто требуется удлинять провода, чтобы добраться до оборудования.
Важные соображения при удлинении выводов термопары:
| Цвет провода | Полярность |
|---|---|
| Белый | Отрицательный (-) |
| Красный | Положительный (+) |
Красный провод — положительный, а белый — отрицательный. Подключение с обратной полярностью приведет к неправильным измерениям температуры.
Разъемы термопары имеют цветовую кодировку для правильного сопряжения с удлинительными проводами или приборами.
Термопару можно подключать к различным устройствам для считывания или записи температуры:
Недорогой способ измерения температуры термопары. Однако большинство мультиметров имеют ограниченную точность компенсации холодного спая +/- 2°C.
Контроллеры позволяют контролировать, управлять и регистрировать температуру. Обеспечивает компенсацию холодного спая и иногда линеаризацию для повышения точности.
Регистраторы данных записывают измерения термопары с течением времени. Для портативной регистрации данных доступны небольшие автономные устройства.
Для промышленных систем автоматизации модули аналогового ввода ПЛК могут подключаться напрямую к термопарам.
Системы сбора данных соединяют несколько термопар с компьютером для высокоскоростного мониторинга и записи.
При подключении нескольких термопар изотермические клеммные блоки помогают снизить погрешности измерения температуры. Они содержат металлические клеммы в нагреваемом блоке для поддержания равномерной температуры.
Это минимизирует термоЭДС между медными клеммами и различными типами проводов, обеспечивая лучшую точность, чем простые винтовые клеммы.
Термопары измеряют разницу температур между чувствительным спаем и соединительными клеммами. Эта точка соединения называется холодным спаем.
Чтобы определить истинную температуру на сенсорном спае, необходимо также измерить температуру на холодном спае. Температура холодного спая используется для компенсации термоЭДС, создаваемых здесь. Это известно как компенсация холодного спая (CJC).
Некоторые способы реализации компенсации холодного спая:
Правильная компенсация холодного спая имеет решающее значение для точных измерений температуры термопары.
Подводя итог, подключение термопары типа J включает:
Выполнение этих основных шагов позволит обеспечить надежное и точное измерение температуры с помощью термопары типа J.
Термопары типа J — это универсальные датчики для промышленного мониторинга и контроля температуры. Несмотря на низкую стоимость, они могут обеспечивать очень точные измерения при правильном подключении с компенсацией холодного спая. Ключевым моментом является уделение внимания полярности, правильному удлинению провода и концевой заделке. Соблюдение основных рекомендаций по электропроводке обеспечит успешное сопряжение термопар типа J с вашей системой измерения температуры.