Giunzione calda termocoppia
Una termocoppia è composta da due fili metallici dissimili. Dissimile è solo un modo elegante per dire Diverso , ma per qualche ragione sconosciuta, quella parola tende ad essere usata la maggior parte delle volte quando si parla di termocoppie.
In ogni caso, i fili metallici sono collegati tra loro in un solo punto, tipicamente la punta della termocoppia.
Molti produttori chiamano quell'incrocio con nomi diversi. Giunzione calda, Giunzione di misurazione, Punto di rilevamento o Giunzione di rilevamento. Questi termini si riferiscono tutti alla stessa cosa... il luogo in cui si uniscono i metalli dissimili che misureranno la temperatura.
Collegamento uscita termocoppia
I fili all'estremità opposta della giunzione di rilevamento vengono quindi lasciati disponibili per il collegamento a qualche tipo di strumento di misura come un trasmettitore di temperatura, un semplice display elettronico o anche direttamente a una scheda di ingresso per termocoppia PLC.
Effetto termoelettrico
Tutte le termocoppie funzionano allo stesso modo. Generano una piccola tensione quando sono esposti al calore.
Se sei interessato alla fisica dettagliata di come funziona, puoi ricercare argomenti come L'effetto termoelettrico o L'effetto Seebeck , ma per mettere le cose in termini più semplici, quando riscaldi un pezzo di metallo, gli elettroni nel il metallo vuole muoversi di più e tenderà a muoversi attraverso il metallo lontano dal calore. Poiché gli elettroni sono caricati negativamente, l'estremità più fredda del pezzo di metallo avrà una carica negativa rispetto all'estremità più calda.
Termocoppia funzionante
Una termocoppia funziona in base al movimento degli elettroni nei suoi fili metallici a causa della differenza di calore tra le giunzioni calde e fredde.
Se i due fili della termocoppia fossero costituiti dallo stesso tipo di metallo, gli elettroni in entrambi i fili si allontanerebbero dal calore all'incirca alla stessa velocità, quindi non potresti davvero misurare la differenza nella carica dei due fili.
Ma se ricordi, le termocoppie sono costituite da due diversi tipi di filo metallico... e quei fili sono collegati tra loro solo alla giunzione calda... l'estremità sensibile della termocoppia.
Termocoppia di tipo K
Le termocoppie di tipo K sono realizzate con le leghe metalliche Chromel e Alumel. Mentre riscaldiamo i fili, noterai che gli elettroni nel filo di Chromel non si muovono tanto quanto gli elettroni nel filo di Alumel. In un periodo di tempo molto breve, puoi vedere che il filo di Alumel ha più elettroni che si raccolgono alla giunzione fredda... l'estremità più fredda... il che significa che il filo di Alumel avrà una carica negativa rispetto al filo di Chromel. Questa differenza di carica, chiamata anche tensione, può essere misurata.
Tensione termocoppia
Più calore applichi ai fili metallici, più gli elettroni vogliono muoversi e più si allontanano dal calore.
Con i due diversi tipi di filo metallico, la differenza di tensione aumenterà e diminuirà al variare del calore nel punto di rilevamento.
A) Compensazione della giunzione fredda
Ad esempio, se la temperatura in un reattore è 700 °F, ma la temperatura ambiente esterna nella posizione della giunzione fredda dello strumento di misura è 70 °F, la termocoppia millivolt mostrerà solo una temperatura di 664 °F.
Peggio ancora, poiché la temperatura ambiente aumenta e diminuisce durante il giorno e la notte, la lettura misurata può cambiare, anche se la temperatura del reattore rimane costante.
Esempi di collegamento termocoppia
Esempio 2
E se dovessi prendere più misurazioni nello stesso magazzino. E se ci fossero più zone HVAC nell'edificio che dovessero essere ottimizzate per contenere i costi energetici. Ora, con diverse misurazioni da effettuare, dover acquistare più trasmettitori per la conversione del segnale può costare più di un rack I/O remoto... Le termocoppie sono una buona soluzione per la misurazione della temperatura, a condizione che tu faccia dei compiti in anticipo sulla tua applicazione e presti attenzione ad alcune delle sfide che potrebbero sorgere.
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