Termostat: Jednostavan i fleksibilan senzor temperature

Šta je termopar

Termopar je uređaj koji pretvara razlike temperature u električni napon, na osnovu principa termoelektričnog efekta. To je tip senzora koji može meriti temperaturu u određenoj tački ili lokaciji. Termopari su široko korišćeni u različitim oblastima, poput industrije, kućanstva, trgovine i znanstvenih primena, zbog svoje jednostavnosti, otpornosti, niske cene i širokog opsega temperature.

Šta je termoelektrični efekat?

Termoelektrični efekat je fenomen generisanja električnog napona usled razlike temperature između dva različita metala ili legure metala. Ovaj efekat otkrio je 1821. godine njemački fizičar Thomas Seebeck, kada je utvrdio da se oko zatvorene petlje sa dva različita metala formira magnetsko polje kada se jedna spajna tačka zagrije, a druga ohladi.

Termoelektrični efekat može se objasniti kretanjem slobodnih elektrona u metale. Kada se jedna spajna tačka zagrije, elektroni stječu kinetičku energiju i brže se kreću prema hladnijoj spajnoj tački. Ovo stvara potencijalnu razliku između dvije spajne tačke, koja se može izmeriti volmetrom ili ampermetrom. Veličina napona zavisi od vrste metala koji se koriste i razlike temperature između spajnih tačaka.

Kako radi termopar?

Termopar se sastoji od dva žica izrađena od različitih metala ili legura metala, spojena zajedno na oba kraja kako bi se formirale dvije spajne tačke. Jedna spajna tačka, koja se naziva topla ili merila, postavlja se na mjesto gdje treba meriti temperaturu. Druga spajna tačka, koja se naziva hladna ili referentna, održava se na konstantnoj i poznatoj temperaturi, obično na sobnoj temperaturi ili u ledenoj kupci.

Kada postoji razlika temperature između dvije spajne tačke, generiše se električni napon kroz termoparni krug zbog termoelektričnog efekta. Taj napon se može izmeriti volmetrom ili ampermetrom povezanom sa krugom. Koristeći kalibracionu tabelu ili formulu koja povezuje napon s temperaturom za određeni tip termopara, može se izračunati temperatura tople spajne tačke.

Slijedeći dijagram prikazuje osnovni radni princip termopara:

Slijedeći video objašnjava kako radi termopar u detaljima:

Koji su tipovi termopara?

Postoji mnogo tipova termopara dostupnih, svaki sa različitim karakteristikama i primenama. Tip termopara određen je kombinacijom metala ili leguri metala koji se koriste za žice. Najčešći tipovi termopara označeni su slovima (poput K, J, T, E, itd.) prema međunarodnim standardima.

Sledeća tabela sažima neke od glavnih tipova termopara i njihovih osobina:

| E | Nikel-hrom (90% Ni, 10% Cr) | Konstantan (55% Cu, 45% Ni) | Ljubičasta (+), Crvena (-), Ljubičasta (ukupno) | -200°C do +870°C (-328°F do +1598°F) | 68 µV/°C | ±1.7°C (0.5%) | Visoka preciznost, umjereni opseg, niska cena | | N | Nikrosil (84.1% Ni, 14.4% Cr, 1.4% Si, 0.1% Mg) | Nisil (95.5% Ni, 4.4% Si, 0.1% Mg) | Narandžasta (+), Crvena (-), Narandžasta (ukupno) | -200°C do +1300°C (-328°F do +2372°F) | 39 µV/°C | ±2.2°C (0.75%) | Opšte namene, širok opseg, stabilan | | S | Platina-rhodij (90% Pt, 10% Rh) | Platina (100% Pt) | Crna (+), Crvena (-), Zelena (ukupno) | 0°C do +1600°C (+32°F do +2912°F) | 10 µV/°C | ±1.5°C (0.25%) | Visoka temperatura, visoka preciznost, skupa | | R | Platina-rhodij (87% Pt, 13% Rh) | Platina (100% Pt) | Crna (+), Crvena (-), Zelena (ukupno) | 0°C do +1600°C (+32°F do +2912°F) | 10 µV/°C | ±1.5°C (0.25%) | Visoka temperatura, visoka preciznost, skupa | | B | Platina-rhodij (70% Pt, 30% Rh) | Platina-rhodij (94% Pt, 6% Rh) | Siva (+), Crvena (-), Siva (ukupno) | +600°C do +1700°C (+1112°F do +3092°F) | 9 µV/°C | ±0.5% čitanja iznad +600°C (+1112°F) | Veoma visoka temperatura, niska osetljivost |

Koji su prednosti i nedostaci termopara?

Podrška