بررسی اندازه گیری دما با ترموکوپل
اندازه گیری دما با ترموکوپل از پرکاربردترین سنسورهای دما می باشد، وقتي انتهاي دو سيم كه از فلزات مختلف تشكيل يافته اند، بهم وصل شده و حرارت داده شود، اختلاف پتانسيلي بين دو سيم بوجود خواهد آمد. اختلاف پتانسيل بوجود آمده تابعي از دماي اتصال و جنس دو فلز خواهد بود. اين پديده توسط سيبك كشف گرديده و به آن پديده سيبك گفته مي شود. اختلاف پتانسيل بوجود آمده نيز، نيروي محركه سيبك ناميده ميشود. از اين پديده در ترموكوپل ها براي اندازه گيري دما استفاده ميشود.به عبارت ديگر يك ترموكوپل از دو سيم مختلف تشكيل يافته و ولتاژ ايجاد شده در اثر اختلاف دماي دو سر آن اندازه گيري ميشود.
ترموکوپل از چه فلزی تهیه می شود
ترموكوپلها از فلزات مختلفي ساخته مي شوند و بر اساس نوع فلز استفاده شده نامهای مختلفي دارند. مثل ترموكوپل نوع J كه از فلزات آهن-كنستانتن تشكيل يافته يا ترموكوپل نوع T كه از مس-كنستانتن تشكيل يافته است.
جدول معرفی انواع ترموکوپل ها به همراه جنس سیمها
خروجی ترموکوپلها
براي تغييرات كم دما، ولتاژ سيبك خروجي بطور خطي متناسب با دماست. ولي رابطه بين دما و ولتاژ توليدي براي ترموكوپلهايي كه براي بازه وسيعتري از دما استفاده مي شوند، تا حدودي غيرخطي مي باشد. براي هر نوع ترموكوپل نمودارهايي وجود دارد كه رابطه بين ولتاژ توليدي و دماي اندازه گيري را نشان مي دهد.
خروجی ترموکوپل ها
براي اندازه گيري دما توسط ترموكوپل، اتصال اندازه گيري آن در محيط مورد نظر قرار داده ميشود. اتصال اندازه گيري نقطهاي است كه دو سيم فلزي به هم ميرسند. اين دو سيم يا توسط لحيم و يا با جوشكاري به هم متصل ميشوند. براي محافظت مكانيكي ترموكوپل، دور سيمها يك پوشش فلزي وجود دارد و فضاي بين ترموكوپل و پوشش فلزي توسط سيماني عايق پر شده است.
وقتي سيمهاي ترموكوپل به هم لحيم ميشوند يك فلز سوم به مدار ترموكوپل وارد ميشود. تا زماني كه دما در دو سمت فلز لحيم يكسان باشد، وجود لحيم خطايي بوجود نمي آورد و فقط ماكزيمم دماي قابل اندازه گيري را كاهش ميدهد. براي اندازه گيري دماهاي بالا از ترموكوپل با اتصال جوش داده بالا استفاده مي گردد.
مزایای ترموکوپلها
- ترموكوپلها داراي استحكام بيشتري نسبت به RTD ها و ترميستورها ميباشند
- دامنه اندازه گيري آنها بيشتر است
- محدوده دمايي وسيع
- قيمت پايين
- دوام مكانيكي بالا
معایب ترموکوپل ها
- رفتارغيرخطي
- حساسيت پايين
